Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Theoretical and experimental review of applied mechanical tests for carbon composites with thermoplastic polymer matrix

Bona Anna

Transactions on Aerospace Research

|

2019

|

Nr 4 (257)

55--65

EN

This article has a theoretical and experimental character. It presents the characteristics of two main thermoplastics used in the aerospace industry – poly ether ether ketone (PEEK) and poly phenylene sulphide (PPS). The selected materials are compounds for the production of thermoplastic polymer matrix composites. The paper presents a literature review of the application of thermoplastic polymer matrix composite materials in aviation. Additionally, the paper focuses on the characteristics of carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) which plays an important role in the production of aerospace components. Testing methods have been chosen on the basis of the type of composite matrix. The article contains the most important mechanical properties and general characteristics of thermoplastics used as a matrix for CFRP type composites used in the aerospace industry. Individual test procedures which allow for the evaluation of mechanical properties of composite materials on a thermoplastic polymer matrix, have been described. Mechanical tests such as static tensile test and bending of short beams were carried out in order to examine CFRP composites.

PL

Niniejszy artykuł ma charakter teoretyczno-eksperymentalny. Przedstawiono w nim charakterystykę dwóch głównych termoplastów, używanych w przemyśle lotniczym – PEEK (polieteroeteroketon) i PPS (polisiarczek fenylenu. Wybrane materiały stanowią komponenty do wytwarzania kompozytów o osnowie z polimerów termoplastycznych. W artykule przeprowadzono przegląd literaturowy zastosowania materiałów kompozytowych na osnowie z polimerów termoplastycznych w lotnictwie. Dodatkowo, w pracy skupiono się na charakterystyce kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknem węglowym – CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymers), które odgrywa istotną rolę w wytwarzaniu elementów lotniczych. Metody badawcze wybrano w oparciu o rodzaj osnowy kompozytu. Artykuł zawiera najważniejsze właściwości mechaniczne oraz ogólną charakterystykę termoplastów używanych, jako osnowy na kompozyty typu CFRP stosowanych w przemyśle lotniczym. Opisano poszczególne procedury badawcze, które pozwalają na ocenę właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych na osnowie z polimerów termoplastycznych. Przeprowadzono testy mechaniczne takie jak statyczna próba rozciągania oraz zginanie krótkiej belki, w celu zbadania kompozytów CFRP.

2

Research on the operational properties of the new generation of railway carbon contact strips designated for pantographs. Part I

Kwaśniewski P., Franczak K., Kiesiewicz G., Knych T., Mamala A., Kawecki A., Kordaszewski S., Ściężor W., Kowal R., Rojek A., Majewski W., Kaniewski M., Majnusz R., Wycisk R., Śliwka M.

Problemy Kolejnictwa

|

2018

|

Z. 180

87--91

EN

The system of supplying railway traction vehicles with electricity is carried out through direct contact of the contact wires with contact strips of the pantograph of the locomotive. Since 2011 in Poland, in accordance with the interoperability specification of the TSI LOC & PAS, the previously used copper contact strips have been prohibited and the use of carbon contact strips has been forced. Due to the lack of domestic solutions dedicated to railway contact lines powered with DC 3 kV, foreign solutions were adopted. In order for the contact strips to be used in Polish railway lines managed by PKP PLK S.A, they must meet a number of requirements regarding their operational properties. The first part of the article presents research on the new generation of carbon contact strips manufactured by Carbo-Graf in accordance with EN 50405:2006, which is specified in TSI LOC & PAS.

3

Badania własności eksploatacyjnych nowej generacji kolejowych nakładek stykowych do pantografów. Część I

Kwaśniewski P., Franczak K., Kiesiewicz G., Knych T., Mamala A., Kawecki A., Kordaszewski S., Ściężor W., Kowal R., Rojek A., Majewski W., Kaniewski M., Majnusz R., Wycisk R., Śliwka M.

Problemy Kolejnictwa

|

2018

|

Z. 180

15--19

PL

System dostarczania energii elektrycznej do kolejowych pojazdów trakcyjnych jest realizowany przez bezpośredni kontakt przewodów jezdnych z nakładkami stykowymi, w które wyposażony jest pantograf elektrowozu. Zgodnie ze specyfikacją interoperacyjności TSI Loc&Pas, w 2011 r. wycofano w Polsce dotychczas stosowane miedziane nakładki stykowe oraz wprowadzono nakaz stosowania węglowych nakładek stykowych. Ze względu na brak krajowych rozwiązań przeznaczonych do kolejowych sieci trakcyjnych zasilanych prądem stałym o napięciu 3 kV, adaptowano zagraniczne rozwiązania. Nakładki stykowe mogą być eksploatowane w polskich liniach kolejowych zarządzanych przez PKP PLK S.A., jeśli spełnią wiele wymagań dotyczących ich własności eksploatacyjnych. W pierwszej części artykułu opisano badania węglowych nakładek stykowych nowej generacji firmy Carbo-Graf, przeprowadzonych zgodnie z normą EN 50405:2006, którą wyszczególniono w dokumencie TSI Loc&Pas (Rozporządzenie Komisji UE nr 1302/2014).

4

Badania własności eksploatacyjnych nowej generacji kolejowych nakładek stykowych do pantografów. Część II

Kwaśniewski P., Franczak K., Kiesiewicz G., Knych T., Mamala A., Kawecki A., Kordaszewski S., Ściężor W., Kowal R., Rojek A., Majewski W., Kaniewski M., Majnusz R., Wycisk R., Śliwka M.

Problemy Kolejnictwa

|

2018

|

Z. 181

43--47

PL

Rozbudowa oraz modernizacja linii kolejowych w Polsce zwiększa zapotrzebowanie na nowe rozwiązania przeznaczone do przesyłu energii elektrycznej w sieci trakcyjnej. Jednym z kluczowych elementów na drodze przesyłu energii elektrycznej z sieci trakcyjnej do lokomotyw jest nakładka stykowa. W Polsce do 2011 roku eksploatowano nakładki stykowe wykonane z miedzi, co powodowało szybsze zużycie przewodów jezdnych. Wprowadzenie nakazu stosowania węglowych nakładek stykowych i brak krajowych rozwiązań w tym zakresie spowodowały, iż zaadaptowano zagraniczne rozwiązania, które dostosowano do sieci trakcyjnych zasilanych prądem zmiennym 25/15 kV. Odmienny system zasilania polskich linii kolejowych prądem stałym o napięciu 3 kV spowodował, że zaadaptowane nakładki stykowe stwarzają wiele problemów podczas eksploatacji w sieciach trakcyjnych. Artykuł opisuje drugą część badań nowej generacji nakładek stykowych i jest skoncentrowany na badaniach właściwości eksploatacyjnych, które umożliwiają ich zastosowanie w liniach kolejowych zarządzanych przez PKP PLK S.A., zgodnie z wymaganiami Listy Prezesa Urzędu transportu Kolejowego.

5

Progress in Digital Industrial Radiology. Pt. 2, Computed tomography (CT)

Ewert U., Fuchs T.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2017

|

nr 1-2

7--14

EN

Part 1: Film Replacement and Backscatter Imaging. The related paper was published in Vol 1-2/2016 of this journal. Part 2: Computed tomography (CT). Applications cover the range from nano-meter to meter scale. New specialized high energy CT devices have been laid out for inspection of large building structures or complete cars before and after crash tests. The scope of typical CT applications changes from flaw detection to dimensional measurement in industry substituting coordinate measurement machines. First applications of at line or in line inspection in production lines of car industry are discussed. CT is applied for a variety of applications, where selected areas as e.g. plant and food research in outlined. Mobile computed tomography is applied for in-service radiographic crack detection and sizing of welded pipes in nuclear power plants and for NDT of large CFRP structures of airplanes. Part 3: Micro Radiography and Micro CT. To be published in this journal.

PL

Podobnie jak w przypadku zakończonego sukcesem wdrożenia fotografii cyfrowej, bardzo istotne zmiany można zaobserwować także w cyfrowej radiologii przemysłowej. Niniejsza praca jest podzielona na 3 części: Część 1: Następca błony radiograficznej i obrazowanie za pomocą rozproszenia wstecznego – publikacja ukazała się w wydaniu Nr1-2/2016 tego czasopisma. Część 2: Tomografia komputerowa (CT). Zastosowania tomografii obejmują obiekty o wielkości od nanometrów do metrów. Nowe dedykowane urządzenia wysokoenergetycznej tomografii komputerowej skonstruowano w celu inspekcji dużych konstrukcji budowlanych czy też całych samochodów przed i po testach zderzeniowych. Cel typowego zastosowania tomografii komputerowej uległ zmianie z detekcji wad na wymiarowanie wyrobów przemysłowych, co spowodowało zastąpienie współrzędnościowych maszyn pomiarowych. W pierwszej kolejności omówiono zastosowanie tomografii komputerowej na liniach produkcyjnych w przemyśle samochodowym. Tomografia komputerowa ma wiele zastosowań, w tym np. badanie roślin i żywności. Przenośne tomografy komputerowe wykorzystywane są do wykrywania defektów i wymiarowania spawanych rur w elektrowniach jądrowych, a także do inspekcji dużych elementów konstrukcji lotniczych wykonanych z kompozytów węglowych. Część 3: Mikroradiografia i mikrotomografia komputerowa.

6

Analiza wpływu parametrów procesu wiercenia na jakość uzyskiwanych otworów i własciwości mechaniczne kompozytów węglowych

Jaśkiewicz R.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 3 (244)

63--71

PL

Artykuł ma na celu przeanalizowanie wpływu parametrów procesu wiercenia na jakość wykonywanych otworów, a także na ich wytrzymałość na naciski. Wykonano przegląd lileraturowy na temat wiercenia w kompozytach węglowych z użyciem różnych narzędzi i parametrów procesu. Podczas badań wykonano próbę wiercenia w materiale MTM44-1, z użyciem wiertła CORODRILL 452.1-0635-044A0-C HI OF o średnicy 6,35 mm, z dwiema różnymi prędkościami obrotowymi wrzeciona: 500 obr/min i 3000 obr/min. Po wierceniu mierzono temperaturę wiertła z użyciem termopary. Jakość uzyskanych otworów oceniano podczas obserwacji mikroskopowych, a następnie próbki poddano próbie odporności na naciski w teście zgodnym z normą ASTM 5961. Podczas testu zarejestrowano maksymalną siłę nośną próbki, a podczas obróbki wyników obliczono maksymalną nośność złącza. W artykule przedstawiono zestawienie uzyskanych rezultatów i przeanalizowano je pod kątem wpływu parametrów wiercenia na właściwości mechaniczne próby.

EN

This article analyses the impact of drilling process parameters on the quality of drilling holes and their bearing strength. Review of the literature was made to get information about composites drilling using various tools and process parameters. Research has been done with MTM44-1 material using CORODRILL 452.1-0635-044A0-C HI 0 drill (6.35 mm diameter) with two different speeds of the spindle: 500 rpm and 3000 rpm. After drilling the temperature of the drill was measured using thermocouple. Quality of the holes was checked in a microscopic observation. Specimens was tested for resistance to pressure according to ASTM 5961 standard. During the test maximum force was recorded and bearing strength of the specimen was calculated. The article presents a summary of the results and analyzed them in term of impact of drilling parameters on the machanical properties of the specimens.

7

Właściwości mechaniczne stabilizatorów zewnętrznych "Carboelastofix" z kompozytów polimerowowęglowych do zespalania kości

Ambroziak M., Herman J., Szatkowski P., Chłopek J.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 137

30--38

PL

Zrost pourazowy kości zależy od wielu czynników. Jednym z najważniejszych jest uzyskanie izoelastycznego zespolenia, którego sztywność będzie zmniejszać się w miarę postępu gojenia, i które umożliwi niewielkie ruchy poosiowe w szczelinie złamania, stymulując tym samym tworzenie kostniny. Zespolenie to powinno eliminować ruchy skrętne i kątowe utrudniające zrost kostny. W artykule opisano badania nad innowacyjnym podejściem do stabilizatorów kości. Zaproponowano dwa stabilizatory węglowe (różniące się kształtem przekroju) zastępujące obecnie stosowanie stabilizatory metalowe, które składały się z płytek węglowych zespolonych razem śrubami do uszkodzonej kości. Zbadano właściwości mechaniczne stabilizatorów. Materiał kompozytowy włókno węglowe-żywica epoksydowa okazał się materiałem, którego sztywność umożliwia mikroruchy w szczelinie złamania w zakresie bezpiecznego zrostu kostnego. Niewątpliwą zaletą stabilizatorów z laminatów węglowych jest ich niska waga oraz estetyczny wygląd. Sztywność tych układów podlega regulacji poprzez odejmowanie płytek węglowych, co pozwala na sterowanie sztywnością zespolenia w funkcji czasu i tym samym stwarza możliwość leczenia czynnościowego. Badania statyczne udowodniły, że mniejszą elastyczność zespolenia wykazuje stabilizator Carboelastofix2 o konstrukcji przestrzennej, natomiast mikroruchy w szczelinie międzyodłamowej występują podczas statycznych badań rozciągania zarówno w stabilizatorze z płytkami namiotowymi, jak i przestrzennymi. Badania mechaniczne obu konstrukcji stabilizatora przeprowadzone w ramach tej pracy wraz badaniami klinicznymi przeprowadzonymi w Katedrze i Klinice Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu w Warszawie potwierdzają skuteczność leczenia złamań kości z wykorzystaniem konstrukcji stabilizatora Carboelastofix.

EN

Traumatic bone fixation depends on many factors. One of the most important is to achieve izoelastic fusion, which stiffness will decrease with the progress of healing, and which allows small axial movement in the fracture gap, thereby stimulating the formation of callus. This fusion should eliminate torsional and angular movements, which hinder bone fixation. Two composite carbon stabilizers (different cross-sectional shape) replacing currently used metal stabilizers, which consisted of carbon composite plates and screws enabling fixation into the damaged bone were proposed. Mechanical properties of the stabilizers were tested. A composite material consisting of carbon fiber and epoxy resin exhibits stiffness allowing the micro-movements in the gap fracture in terms of safe bone union. An important advantage of the carbon stabilizers is their low weight and aesthetic appearance. The stiffness of the system is regulated by subtracting the carbon plates, thereby controlling the stiffness of fixation as a function of time and thus providing the possibility of functional treatment. Static tests demonstrated that the Carboelastofix2 - stabilizer with spatial structure has lower fusion flexibility, while micro-movements in the gap between bone fragments occur during the static tensile test in both stabilizers – tent-shaped plates and spatial plates. Mechanical tests of both stabilizers presented in this work, including clinical studies conducted in the Chair and Department of Orthopedics and Traumatology of Locomotor System in Warsaw confirm the efficiency of the treatment of bone fractures with the use of Carboelastofix stabilizer.

8

Koncepcja nowego mostu szturmowego

Śliwiński J., Kamyk Z., Malej W., Śliwiński C.

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe

|

2015

|

nr 1 (36)

79--88; 89--98

PL

W artykule opisano konstrukcję współczesnych mostów szturmowych wykorzystywanych w działaniach bojowych do pokonywania rowów przeciwpancernych i innych tego typu przeszkód terenowych. Przedstawiono przydatność tych mostów w działaniach bojowych, na przykładzie działań wojsk USA w rejonie Zatoki Perskiej. Przedstawiono również możliwości zastosowania kompozytów węglowych w konstrukcji przęseł mostowych wykonanych ze stopów aluminium. Zamieszczono koncepcję nowego mostu szturmowego umożliwiającego szybkie pokonywanie rowów przeciwpancernych.

EN

The article discusses the design of modern assault bridges used in military operations to cross tank trenches and other such terrain obstacles. Usefulness of such bridges in military operations has been presented on an example of USA operations in the Persian Gulf. Possible applications of carbon-fiber composite materials in aluminum bridge constructions has been presented. The article presents a concept of an assault bridge for quick tank trenches crossing.

9

Investigation of transient heat transfer in composite walls using carbon/epoxy composites as an example

Terpiłowski J., Gawron B., Woroniak G.

Archives of Thermodynamics

|

2015

|

Vol. 36, no. 4

87--105

EN

The paper presents the application of similarity theory to investigations of transient heat transfer in materials with complex structure. It describes the theoretical-experimental method for identification and design of the structure of two-component composite walls based on the research of the thermal diffusivity for the composite and its matrix separately. The thermal diffusivity was measured by means of the modified flash method. The method was tested on two samples of double-layer ‘epoxy resin – polyamide’. All the investigated samples had the same diameter of 12 mm and thickness ranging from 1.39–2.60 mm and their equivalent value of thermal diffusivity ranging from (1.21–1.98)×10-7 m2/s. Testing the method and research on carbon/epoxy composites was carried out at temperatures close to room temperature.

10

Otrzymywanie i właściwości adsorpcyjne mezoporowatych węgli z nanocząstkami ditlenku tytanu

Choma J., Jaroniec M., Górka J., Jedynak K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2011

|

Vol. 60, nr 2

265-283

PL

Opisano sposób otrzymywania mezoporowatych węgli i kompozytów węglowych z nanocząstkami ditlenku tytanu. Wykorzystano metodę twardego odwzorowania, w której stałą matrycą były nanocząstki koloidalnej krzemionki o wymiarach ok. 24 nm oraz metodę miękkiego odwzorowania, w której matrycą były cząsteczki kopolimeru trójblokowego politlenku etylenu - politlenku propylenu - politlenku etylenu EO101PO56EO101 Lutrol F127. W metodzie twardego odwzorowania prekursorem węglowym była żywica fenolowo-paraformaldehydowa, natomiast w metodzie miękkiego odwzorowania żywica rezorcynowo-formaldehydowa. Kompozyty węglowe z ditlenkiem tytanu zawierały 10 i 20% wag. TiO₂. Badano właściwości adsorpcyjne węgli i kompozytów węglowo-tytanowych za pomocą niskotemperaturowej adsorpcji azotu w celu wyznaczenia porowatości i pola powierzchni tych materiałów. Otrzymane mezoporowate węgle i kompozyty węglowo-tytanowe charakteryzowały się całkowitą powierzchnią właściwą zmieniającą się w przedziale od 1300 do 331 m²/g oraz całkowitą objętością porów, zmieniającą się w przedziale od 4,26 do 0,63 cm³/g. Stwierdzono, że 10 lub 20% wag. dodatek TiO₂ do mezoporowatych węgli powoduje zmniejszenie pola powierzchni właściwej oraz objętości porów w stosunku to analogicznych próbek nie posiadających nanocząstek ditlenku tytanu. Otrzymane materiały węglowe cechują się dużym udziałem mezoporowatości w całkowitej objętości porów zmieniającym się od 73 do 96%.

EN

Synthesis of mesoporous carbons and carbon composites with titania nanoparticles is reported. The methods of hard and soft templating were employed using colloidal silica and poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) EO101PO56EO101, Lutrol F127 as hard and soft templates, respectively. Phenol and formaldehyde were used as carbon precursors in hard templating, while resorcinol and formaldehyde were used in soft templating. The carbon composites with titania nanoparticles contained 10 and 20wt.% of titania. Adsorption properties of carbons and titania-carbon composites such as porosity and surface area were determined from low temperature nitrogen adsorption isotherms. The resulting carbons and titania-carbon composites were characterized by specific surface area ranging from 1300 to 331 m²/g and total pore volume ranging from 4.26 to 0.63 cm³/g. It is shown that the addition of 10 and 20 wt.% of titania into mesoporous carbons caused reduction of the surface area and pores volume in comparison to analogous samples without titania nanoparticles. Also, the materials studied featured a high contribution of mesopores in the total pore volume ranging from 73 to 96%.

11

Elektrosorpcja wodoru na kompozytowych elektrodach węglowo-metalicznych

Skowroński J. M., Osińska M.

Przemysł Chemiczny

|

2009

|

T. 88, nr 4

385-388

12

Wykorzystanie metody pomiaru zmiany rezystancji do badania kompozytów węglowo-epoksydowych

Jarzębińska-Dziegciar A., Pyrzanowski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 217

37-42

EN

A simple resistance-based method was used to study the epoxy-carbon composite material. Measurement of changes of the resistance between contacts, located on both sides of the composite plate, allows detecting the beginning of the damageprocess in ststic test. In cyclic test displacement of the pin, relative to set-up and changes of resistance between the contact points, versus number of cycles were measured. The results indicate that pins in composites can be used in inessential joints. The method can be useful to determine the margin of safety of a joint.

13

Modernizacja konstrukcji pocisku typu APF-SDS-T z zastosowaniem metody elementów skończonych

Włodarczyk E., Magier M.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2005

|

R. 34, z. 96

61--71

PL

W artykule przedstawiono koncepcję modernizacji 125 mm pocisku typu APFSDS-T konstrukcji WITU z wykorzystaniem kompozytu na osnowie węglowej.

EN

A concept for upgrading of 125 mm APFSDS-T round, which was developed in MIAT, by application of a composite material based on carbon fibres is presented in the paper.

14

Electrooxidation of phenol at electrodes prepared of selected types of exfoliated graphites

Skowroński J. M., Krawczyk P.

Karbo

|

2005

|

Nr 4

257-261

EN

In the presented work three different types of graphite intercalation compounds (GICs} were thermally exfoliated and then subjected to electro-chemically investigated in alkaline solution. H2S04-G/C was synthesized by the galvanostatic oxidation of host graphite in 18 M H2SO4, whereas CrO3-G/C was prepared on refluxing the graphite flakes in glacial acetic acid/CrO3solution. The third compound. FeCl3GIC was formed during two days reaction between graphite and 4.8 M solution of FeCl3in nitromethane. All of investigated samples were used as electrode materials in the reaction of phenol electrooxidation examined by the galvanostatic and cyclic voltamrnetry techniques. The achieved results clearly indicate, that the course of phenol electrooxidation depends mainly on the type of investigated electrode material. The appearance of some peaks on the voltammetric curves and oscillations on some of the galvanostatic curves suggests tentatively that the chemical composition as well as the structure of EG surfaces are considerably altered by the products of the phenol electrooxidation. Among them the film of oligomer compounds seems to be dominant. However, it can not be excluded that during the proceeding reactions, the formation of other products (i.e. quinones, fumaric and maleic acids) also takes place.

PL

Badano współczynnik adsorpcji wodoru cząsteczkowego w fazie gazowej na powierzchni super aktywowanego węgla metodą wolumetryczna. Ce-lern badania było uzyskanie możliwie najlepszych materiałów do magazynowania energii. Kilka sposobów obróbki surowych próbek zastosowano w celu polepszenia właściwości adsorpcyjnych węgla. Największe zdolności adsorpcji uzyskano po wygrzewaniu w wysokiej temperaturze przy obniżonym ciśnieniu. Współczynnik adsorpcji w 77 K i 2 MPa wynosił 3,158 % wag. Przeniesienie ładunku pomiędzy litem a grupami węglowymi na powierzchni przez domieszkowanie zwiększyło energię adsorpcji. Zauważono również stopniowy spadek ilości adsorbowanych moduł H2, w związku z zajmowaniem aktywnych miejsc przez jony litu.

15

Electrochemical properties of modified exfoliated graphite

Skowroński J. M., Krawczyk P.

Karbo

|

2003

|

Nr 4

214-217

EN

The aim of presented study was to investigate the directional dependences of elastic and optical properties of cokes produced in a laboratory scale from single initial coals of different coking properties. Cokes were produced in the Jenkner's retort furnace from 15 coals of type ranging from 33 to 37 with Roga Index (RI) in the range of 0-76. It was found that cokes exhibit the different directional properties of studied parameters. They can be divided to two groups in respect to observed differences related to the different structure of continuous matrix and to the different pores shape.

PL

Przeprowadzono badania elektrochemiczne właściwości kompozytu: eksfoliowany grafit (EG)/Ni/NiO. Stanowiący przedmiot niniejszych badań materiał kompozytowy został otrzymany w wyniku trójstopniowej syntezy. W pierwszym etapie przeprowadzono elektrochemiczną interkalacj ę kwasu siarkowego w naturalny grafit, w efekcie czego powstał interkalacyjny związek grafitu z kwasem siarkowym (H(2)SO(4)-IZG). W kolejnym etapie w wyniku elektrochemicznego osadzania niklu na H(2)SO(4)-IZG otrzymany został kompozyt H(2)SO(4)-IZG/Ni. Na drodze termicznej eksfoliacji kompozytu H(2)SO(4)-IZG/Ni otrzymano kompozyt EG/Ni/NiO. Elektrochemiczne badania kompozytu EG/Ni/NiO prowadzono w 0,5 M roztworze KOH z oraz bez dodatku 0,1 M fenolu z wykorzystaniem cyklicznej woltamperometrii. Z uzyskanych wyników wynika, że mechanizm utleniania fenolu na badanym kompozycie EG/Ni/ NiO znacznie różni się od mechanizmu, przebiegającego na eksfoliowanym graficie. Ponadto elektrochemiczna aktywność kompozytu EG/Ni/NiO bardzo wyraźnie przewyższa aktywność, jaką wykazuje oryginalny EG.

16

Diamond/SiC composites sintered under high-pressure-high temerature conditions

Żerda T. W., Qian J., Voronin G.

Karbo

|

2003

|

Nr 4

183-187

EN

Novel bulk diamond composites with nano size grain and nanocrystalline SiC bonding were sintered under high-pressure, high-temperature condi- tions. Nanostructured SiC matrix resulted in improved fracture toughness of the composites. Samples were prepared by high-energy ball milling and thorough powder mixing. Particular attention was paid to the diamond graphitization process, phase composition and stress-strain of the compo- sites. This study showed that pressure-temperature conditions in the diamond stable region are essential to avoid diamond graphitization and to sinter diamond/SiC composites with high hardness and strength. The graphitization rate depends on temperature, applied pressure, grain size, and population of surface defects.

PL

Opisano nowoczesne kompozyty na bazie sproszkowanego diamentu i na-nokrystalicznego węglika krzemu jako lepiszcza, które spiekano w warunkach wysokich ciśnień i temperatur. Użycie wypełniaczy z SiC zwiększyło w efekcie odporność takich kompozytów na kruszenie. Poszczególne sub-straty reakcji zmielono w młynku kulowym, dzięki czemu proszki uległy gruntownemu wymieszaniu. Szczególną uwagę poświęcono analizie procesu grafityzacji diamentu oraz składowi fazowemu i naprężeniom występującym w kompozytach. Badania wykazały, iż w celu uniknięcia grafityzacji diamentu oraz otrzymania kompozytów diament/SiC o wysokiej twardości i wytrzymałości, niezbędne jest prowadzenie całego procesu w obszarze stabilności fazowej diamentu. Szybkość grafityzacji zależy od temperatury, przyłożonego ciśnienia, wielkości ziaren oraz koncentracji defektów powierzchniowych.

17

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).

18

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%.

19

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).

20

Study of selected properties of carbon-carbon composites irradiated with neutrons

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

Karbo

|

2001

|

Nr 11

393-396

EN

The effect on mechanical and physical properties of neutron irradiation of carbon fibre-based composites has been determined. The composite samples were irradiated with neutrons at a dose of 7,3 • 10(17)n/cm(2). Significant improvement in mechanical properties of composites was observed.

PL

Określono wpływ napromieniowania neutronami kompozytów wzmacnianych włóknami węglowymi. Próbki kompozytowe były napromieniowane neutronami o dawce 7,3 • 1O(17) neutronów/cm(2). Zaobserwowano znaczącą poprawę właściwości mechanicznych kompozytów.