Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studies on Moisture Effects on Powder Flow and Mechanochemical Improvement of Powder Flowability

Opaliński Ireneusz, Chutkowski Marcin, Stasiak Mateusz, Leś Karolina, Olechowski Marcin, Przywara Mateusz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 2

228--246

EN

Recent findings on some unsolved powder rheology problems and new challenges regarding mechanochemical powder processing and flow modelling are presented. There is remarkable difference in rheology when processing moist powders in static or dynamic conditions. Despite of regular trends of shear stress changes with humidity found in the both cases, some exceptions revealed the significant impact of particles size and their hygroscopic nature as example. Mechanochemical methods of high-energy interactive mixing of highly cohesive powders doped with nano-sized solid admixture enabled their flowability to be improved considerably. Using statistical approach, more general routine is proposed that allow the optimal mixing parameters to be reliably predicted with limited number of experiments needed. Ability to flow of some hygroscopic powders was examined with DEM method and extreme sensitivity of model output to input particle properties was found. The common DEM routine towards powder flow prediction is therefore suggested to be replaced with approach featuring in using DEM method to identify some unknown powder flow factors.

2

Właściwości porowatych materiałów węglowych otrzymywanych metodą mechanochemiczną

Borysiuk Sylwia, Szczęśniak Barbara, Choma Jerzy, Jaroniec Mieczysław

Wiadomości Chemiczne

|

2020

|

[Z] 74, 5-6

339-369

EN

Most methods used for the synthesis of functional nanomaterials contribute to the increasing amount of waste solvents. An environmentally friendly solution of this issue is the utilization of “green” procedures for a large-scale production of materials such as mechanochemical synthesis. Although, the beginnings of mechanochemistry date back to ancient times, it nowadays experiences a renaissance and attracts a lot of attention. Recently, mechanochemistry has been successfully implemented for the synthesis of diverse carbonaceous materials, i.e., activated carbons, ordered mesoporous carbons, graphene-based materials and carbon nanotubes, the usage of which ranges from adsorption, catalysis to environmental and energy storage applications. Undoubtedly, it becomes quite universal and powerful synthesis method. Hence, a review summarizing the current accomplishments in this field is needed.

3

Synthesis of SrTiO3 by the Calcination of SrCO3 and TiO2 Mixtures Intensively Ground by Means of High Energy Milling

Rocha-Rangel Enrique, Pech-Rodríguez Wilian J., López-Hernández Juan, Calles-Arriaga Carlos A., Armendáriz-Mireles Eddie N., Castillo-Robles José A., Rodríguez-García José A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

621--626

EN

A SrTiO3 electroceramic with perovskite structure was produced by the calcination of a mixture of SrCO3 and TiO2 intensively grounded by high energy milling. For this purpose, raw materials were mixed in stoichiometric amounts in a planetary type mill; the obtained powder mixture was calcined for 2 h at temperatures between 800 and 1300°C. Samples resulting from the calcination were characterized by XRD, FTIR, SEM analysis and electrical measurements. From XRD, it was determined that the SrTiO3 formed presents the cubic structure of perovskite. The complete reaction for SrTiO3 compound formation occurs at 1200°C. Micrograph observations indicate the presence of a homogeneous microstructure with tiny grain size. The measured values of electrical resistivity were within the typical range of insulating materials.

4

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.

5

Sieci metalo-organiczne jako multifunkcjonalne materiały przyszłości : mechanochemiczne podejście do syntezy

Jędrzejowski D.

Wiadomości Chemiczne

|

2018

|

[Z] 72, 9-10

645--666

EN

Metal-organic frameworks (MOFs) are a relatively new class of advanced inorganic-organic materials. Due to their modular structures and possible incorporation of various properties, that materials find more and more applications in many fields of science and industry. MOFs are coordination polymers, i.e. compounds with coordination bonds propagating infinitely in at least one dimension. Their characteristic feature is the presence of potential free spaces, i.e. pores. The free spaces often appear after proper activation, e.g. thermal activation. Other common properties of MOFs include for instance large specific surface areas and pore volumes, modifiable size and chemical environment of the pores, and network flexibility. All these properties result in the use of MOFs in e.g. selective sorption, separation or storage of gases, heterogeneous catalysis, design and fabrication of sensors, etc. During more than twenty years of the history of MOFs, many methods of their synthesis have been developed, including the most popular in solution at elevated temperatures (e.g. solvothermal method). Nevertheless, the activity of pro-ecological environments and the requirements set by international organizations encourage scientists to create new methods of synthesis, which, according to the guidelines presented by the 12 principles of green chemistry, will be safer, less aggressive, less toxic and less energy-consuming. One of the answers to meet these requirements is the use of mechanosynthesis. Mechanochemical synthesis relies on the supply of energy to a system by mechanical force, by grinding or milling. By combining or transforming solids in this way, the presence of a solvent, which is most often the main source of contamination and waste, can be minimised or completely excluded. Mechanical force is typically used for purposes other than MOF synthesis, e. g. catalyst grinding. Nevertheless, the use of mechanical force in synthesis is becoming more and more popular. The most important advantages of this approach, apart from its environmental impact, are very high efficiency (usually close to 100%) and drastically reduced reaction time. Of course, there are examples where these advantages are not observed. In such cases, mechanosynthetic modifications are introduced, such as e.g. addition of small amount of liquid (Liquid-Assisted Grinding) and/or a small addition of simple inorganic salt (Ion- and Liquid-Assisted Grinding). Furthermore, new instrument setups are being developed to monitor reaction mixtures in situ during mechanosynthesis, e.g. by use of such techniques as powder X-ray diffraction and Raman spectroscopy. This enables valuable insights into mechanisms and allows for mechanosynthesis optimization.

6

Otrzymywanie drobnych proszków węglika boru z wykorzystaniem mechanicznej aktywacji prekursorów

Naróg Ł., Pawlik T., Sopicka-Lizer M., Bućko M.M., Pędzich Z.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 3

251--256

PL

Artykuł opisuje i porównuje dwa sposoby otrzymywania drobnych proszków węglika boru z grafenu i amorficznego boru za pomocą mechanicznej aktywacji substratów. Wykorzystano aktywację mechaniczną substratów w młynie planetarnym oraz obrotowo-wibracyjnym. Finalny produkt otrzymano poprzez wysokotemperaturową obróbkę mieszaniny substratów Stwierdzono istotny wpływ warunków obróbki mechanicznej na czystość otrzymanych proszków węglika boru, na wielkość krystalitów, morfologię ziaren i stopień ich aglomeracji.

EN

The paper describes and compares two ways of manufacturing fine powders of boron carbide from graphene and amorphous boron using mechanical activation of substrates. The mechanical activation of substrates in a planetary and rotary-vibratory mill was used. The final product was obtained through high temperature treatment of the substrate mixture. A significant effect of the mechanical treatment conditions on the purity of the obtained boron carbide powders, on the crystallite size, grain morphology and the degree of their agglomeration was found.

7

Synthesis of LiNiO2 by two-step solid-state method

Li S., Wu Q., Zhang C., Zhu H., Zhang C., Wang X., Kong C.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 1

107--111

EN

LiNiO2 was prepared through two-step solid-state reaction by mechanochemical method and heat treatment, using LiOH (Li2 CO3) and Ni(OH) 2 as starting materials. The influence of grinding speed and time, heat treatment time, and starting materials on the structure of LiNiO2 was studied. The as-milled samples and products were characterized by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The results show that uniform as-milled samples can be obtained at grinding speed of 580 rpm for 0.5 h, using LiOH and Ni(OH) 2 as raw materials. Perfect crystal LiNiO2 has been prepared by calcining the as-milled samples at 700 °C for 15 h. Composite material powders consisting of Li2 Ni8 O10 and LiNiO2 have been obtained using Li2 CO3 as lithium source.

8

Modyfication of photocatalytic properties of titanium dioxide by mechanochemical method

Dulian P., Buras M., Żukowski W.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2016

|

Vol. 18, nr 3

68--71

EN

The paper presents a simple way to improve the photocatalytic properties of titanium dioxide using mechanochemical method. The TiO2 (Anatase) powders was subjected to high-energy ball milling in dry environment and in methanol. It has been shown that it is possible to induce the phase transformation from Anatase to Rutile and produce a material with a higher photocatalytic activity in the UV light. Physicochemical characteristics of the products were based on the following methods and techniques: X-ray powder diffraction (XRD), IR and UV-Vis (DR) spectroscopy, measurements of specific surface area (BET). The photocatalytic activity of the powders was measured in the decomposition reaction of methyl orange in water.

9

Dielectric properties of vanadium doped barium titanate synthesized via high-energy ball milling

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

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 2

257--263

EN

The study shows the advisability of using a mechanochemical synthesis method, based on a high-energy planetary ball milling, to a modification of barium titanate by a vanadium doping. This method improves useful properties of BaTi0:95V0:05O3 as a capacitor material. It has a high value of electric permittivity e' in the wide range of temperature and low dielectric losses e" as well as a low electrical conductivity.

10

Prospects of using mechanochemical syntheses in the fabrication of composite powders for tribotechnology

Sikora T., Wieczorek-Ciurowa K.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2014

|

R. 111, z. 1-Ch

101--107

EN

The aim of tribotechnological research is the reduction of tribo-couple wear through the optimization of the functional properties of the materials. Polymer matrix composites enriched by powdered materials (e.g. metal-ceramic composite powders) have a wide range of applications in the field of tribotechnology. The possibilities of producing such fillers via green, environmentally-friendly syntheses using the high-energy ball milling process are presented.

PL

Optymalizacja właściwości użytkowych w oparciu o ograniczenie zużycia powierzchni par trących jest przedmiotem badań tribotechnologii. Szerokie zastosowanie w tej dziedzinie znajdują materiały kompozytowe z osnową polimerową, uszlachetniane materiałem proszkowym, m.in. proszkami kompozytowymi metaliczno-ceramicznymi. Przestawiono możliwości wytwarzania takich napełniaczy na drodze ekologicznych syntez z użyciem wysokoenergetycznego procesu mielenia.

11

Controlled mechanochemical synthesis and properties of a selected perovskite-type electroceramics

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

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 3

462--470

EN

This paper presents mechanochemical synthesis as an alternative to the traditional high-temperature synthesis of advanced electrotechnical ceramic materials with a perovskite-type structure. The reaction conditions for high-energy ball milling, e.g. reaction environment, energy of milling and additives to BaTiO3 such as metallic iron or zirconia from the exfoliation of the milling vessel and grinding media are discussed.

12

Mechanochemia szkieł bioaktywnych

Ciecińska M., Stoch P.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 6

40—45

PL

Szkło-ceramiczne materiały otrzymane na bazie szkieł krzemianowo-fosforanowych znajdują coraz szersze zastosowanie jako implanty kostne w medycynie rekonstrukcyjnej. Przedmiotem pracy jest określenie wpływu aktywacji mechanicznej polegającej na długotrwałym mieleniu zestawów surowcowych i szkieł na proces syntezy, spiekania i krystalizacji szkieł z układu SiO2 - P2O5 - CaO celem otrzymania drobnokrystalicznej bioaktywnej szkło-ceramiki. Procesy te najintensywniej przebiegają dla szkieł mielonych przez okres 2 godz. uzyskanych z zestawów aktywowanych przez 20 min. Aktywacja mechaniczna szkieł prekursorów zwiększa bioaktywność wytwarzanej z nich szkło-ceramiki.

EN

Glass-ceramic materials obtained on the basis of silicate-phosphate glasses have found increasingly wide application as osseous implants in surgery. Influence of the mechanical activation of glass batch and glass by long time grinding, on synthesis, sintering and crystallization processes of SiO2 - P2O5 - CaO glass-ceramics obtained from them was studied. The processes are the most intense for the glasses grinded by 2 hours and prepared from 20 min. activated glass batch. Mechanical treatment of precursor glass increases also biological activity of glass-ceramic materials obtained.

13

Wykorzystanie metod mechanochemicznych do otrzymywania spoiw szklanych

Ciecińska M., Stoch P.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 2

225-228

PL

Badano szkła aktywowane mechanicznie krzemianowo-barowe z przeznaczeniem do zastosowania jako luty do łączenia różnego typu materiałów. Zbadano właściwości termiczne szkieł z układu BaO-SiO2-MgO-ZnO o zawartości SiO2 jako składnika więźbotwórczego mniejszej niż 40% mas. oraz określono wpływ na nie aktywacji mechanicznej. Postęp topienia szkieł kontrolowano przy użyciu mikroskopu wysokotemperaturowego. Wykazano, że aktywacja mechaniczna obniża znacznie temperatury topienia szkieł oraz zwiększa ich zdolność do krystalizacji. Wytypowano szkła najbardziej odpowiednie jako luty.

EN

Mechanical activated barium silicate glasses were studied as a potential sealant for joining of different materials. Thermal properties of BaO-SiO2-MgO-ZnO system glasses containing less than 40 mas.% of SiO2 as the network forming component were studied. Mechanical activation on the thermal properties were investigated. The progress of melting was tested by using high temperature microscopy. Mechanical activation causes a decrease of the melting temperature and an increase of crystallization tendency of the investigated materials. The prospective glasses are indicated for sealant applications.

14

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.

15

Chemical Diffusion; Bi-velocity Method

Wierzba B.

Polish Journal of Chemistry

|

2009

|

Vol. 83, nr 8

1481-1488

EN

In 1948 Darken has shown that lattice site are not con served during diffusion process in solids. The resulting evolution of the under standing of the mass transport phenomena in solids and liquids al lowed in te grating the phenomenological models. In this work the proper choice of the coordinate axes for diffusion is defined basing on the volume continuity equation and the method of practical applications in the multiphase systems is shown. This new fundamental formula defines the volume-fixed frame of reference in the multicomponent solid, gas and liquid solutions. It will be shown that the method can be used in chemistry and mechano-chemistry.

16

Przydatność mechanochemii w otrzymywaniu szkieł specjalnych

Ciecińska M.

Szkło i Ceramika

|

2008

|

R. 59, nr 1

15-22

PL

Przedmiotem pracy jest określenie wpływu aktywacji mechanicznej polegającej na długotrwałym mieleniu szkła na proces spiekania i krystalizacji szkieł z układów SiO2 - CaO - P2O5 celem otrzymania drobnokrystalicznej bioaktywnej szkło-ceramiki. Procesy te najintensywniej przebiegają dla szkieł mielonych do uziarnienia 0,045 mm. Jest to rezultat wzrostu powierzchni właściwej wywołującej nukleację krystalizacji. Zbyt długie jednak mielenie prowadzi do pewnych zniekształceń struktury szkła, co osłabia zdolności krystalizacyjne szkieł. Aktywacja mechaniczna szkieł prekursorów zwiększa bioaktywność wytwarzanej z nich szkło-ceramiki.

EN

Influence of the mechanical activation of glass powders by long time grinding, on sintering and crystallization of SiO2 - CaO - P2O5 glass - ceramics obtained from them was studied. Grinding the glass to 0,045 mm diminishes significantly sintering temperature and increases its intensity. This is the result of the surface energy increases and at the same time increases of its crystals nucleation activity. Too long mechanical treatment diminishes the crystallization ability as a consequence of glass structure distortion. Mechanical treatment of precursor glass increases also biological activity of glass-ceramic materials obtained.

17

Mechanochemiczne metody intensyfikacji reakcji chemicznych

Śmigiera E., Kijeński J.

Przemysł Chemiczny

|

2007

|

T. 86, nr 4

324-329

18

Perspectives of mechanochemical syntheses

Kulawik A., Gomułczak A., Gamrat K., Wieczorek-Ciurowa K.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2004

|

R. 101, z. 9-Ś

35--40

EN

In this work the nature of mechanochemical syntheses and their potential application was discussed. It was shown that mechanical treatment could be used for obtaining catalyst, alloys, composites and pigments. Such technique is an example of very effective and environment friendly methods of preparing materials with nanophase structure.

PL

W niniejszej pracy omówiono specyfikę i potencjalne zastosowania syntez mechanochemicznych. Wykazano, że mechaniczna obróbka może być zastosowana do otrzymania katalizatorów, stopów, kompozytów oraz pigmentów. Technika ta jest przykładem efektywnej i przyjaznej środowisku metody otrzymania materiałów o nanofazowej strukturze.