Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Textile Fiber Identification Using Near-Infrared Spectroscopy and Pattern Recognition

Zhou Jinfeng, Yu Lingjie, Ding Qian, Wang Rongwu

Autex Research Journal

|

2019

|

Vol. 19, no. 2

201--209

EN

Fibers are raw materials used for manufacturing yarns and fabrics, and their properties are closely related to the performances of their derivatives. It is indispensable to implement fiber identification in analyzing textile raw materials. In this paper, seven common fibers, including cotton, tencel, wool, cashmere, polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid (PLA), and polypropylene (PP), were prepared. After analyzing the merits and demerits of the current methods used to identify fibers, near-infrared (NIR) spectroscopy was used owing to its significant superiorities, the foremost of which is it can capture the tiny information differences in chemical compositions and morphological features to display the characteristic spectral curve of each fiber. First, the fibers’ spectra were collected, and then, the relationships between the vibrations of characteristic chemical groups and the corresponding wavelengths were researched to organize a spectral information library that would be beneficial to achieve quick identification and classification. Finally, to achieve intelligent detection, pattern recognition approaches, including principal component analysis (PCA) (used to extract information of interest), soft independent modeling of class analogy (SIMCA), and linear discrimination analysis (LDA) (defined using two classifiers), assisted in accomplishing fiber identification. The experimental results – obtained by combining PCA and SIMCA – displayed that five of seven target fibers, namely, cotton, tencel, PP, PLA, and PET, were distributed with 100% recognition rate and 100% rejection rate, but wool and cashmere fibers yielded confusing results and led to relatively low recognition rate because of the high proportion of similarities between these two fibers. Therefore, the six spectral bands of interest unique to wool and cashmere fibers were selected, and the absorbance intensities were imported into the classifier LDA, where wool and cashmere were group-distributed in two different regions with 100% recognition rate. Consequently, the seven target fibers were accurately and quickly distinguished by the NIR method to guide the fiber identification of textile materials.

2

Structural and Mössbauer spectroscopy studies of metallic powders Fe-Al-Cr-X (X =Ni, Mo) obtained by the self-decomposition method

Hanc A., Frąckowiak J., Binczyk F., Dercz G., Pająk L.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 2

86-88

EN

The Fe-Al-Cr and Fe-Al-Cr-X X=(Ni,Mo) metallic powders produced by the self-decomposition method were examined by X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy and Mössbauer spectroscopy. The determined crystal structure parameters and the hyperfine interaction parameters are presented and discussed. The results of solute addition (X = Ni, Mo) in the investigated Fe-Al-Cr metallic powders are presented and discussed. The nickel and molybdenum additions modifies the phase composition of the studied materials and changes hyperfine parameters. The investigated Fe-Al-Cr powders produced by the self-decomposition method contain two phases, both of the B2 type structure: Fe(Cr)AlX and Cr(Fe)AlX enriched in Fe and Cr respectively and as well small amount of FexCr1- x. The Fe-Al-Cr-X (X =Ni, Mo) metallic powders and contain the besides the main Fe2Al5(X) phase and (FeX)Al8Cr5 phase. X-ray diffraction and SEM studies confirm the results of the Mössbauer spectroscopy.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury, mikrostruktury oraz parametrów oddziaływań nadsubtelnych proszków metalicznych Fe-Al-Cr oraz Fe-Al-Cr-X X = (Ni, Mo) o składzie zestawionym w tabeli 1. Badania przeprowadzono stosując metodę dyfrakcji rentgenowskiej, skaningowej mikroskopii elektronowej oraz spektroskopii efektu Mössbauera. Wykazano, że proszki metaliczne Fe-Al-Cr stanowiąmateriał dwufazowy. Zidentyfikowane fazy Fe(Cr)AlX i Cr(Fe)AlX zawierają zmienną koncentrację atomów żelaza oraz chromu, przy czym każdą z faz charakteryzuje uporządkowana struktura typu B2. Wyniki badań analizy dyfraktogramów oraz mikroanalizy rentgenowskiej wykazały także występowanie drobnych wydzieleń fazy FexCr1-x. Wprowadzone atomy domieszek modyfikują strukturę badanych materiałów. Proszki metaliczne Fe-Al-Cr-X (X = Ni, Mo) są materiałem wielofazowym stwierdzono występowanie faz na osnowie międzymetalicznej Fe2Al5. W badanych proszkach metalicznych stwierdzono występowanie fazy Fe2Al5(X) oraz (FeX)Al8Cr5, każda z tych faz zawiera w swoim składzie zastosowane domieszki - nikiel oraz molibden. Metodą spektroskopii efektu Mössbauera izotopu 57Fe określono parametry oddziaływań nadsubtelnych, tj. przesunięcie izomeryczne-(IS) oraz rozszczepienie kwadrupolowe-(QS) (tab. 2), charakteryzujące zidentyfikowane na podstawie badań strukturalnych faz.

3

Mikrostruktura i właściwości magnetyczne staliwa Fermanal

Binczyk F., Hanc A.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 2

59-62

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych staliwa Fermanal, o składzie: 0,66-7-0,80 % C, 2,84-7,94 % Al oraz 18,24-20,12 % Mn (I seria) i 27,25-29,12 % Mn (II seria) (tabela 1). Staliwo to cechuje się obniżoną o około 10 % gęstością w porównaniu do staliwa węglowego [4]. Wykazano, że czynnikiem decydującym o składzie mikrostruktury (udział ferrytu i austenitu) jest zawartość Al. Osnowa całkowicie austenityczna występuje w staliwie zawierającym około 0,9 % C, 20 % Mn oraz od 5,5 do 6 % Al. Metodą mikroanalizy rentgenowskiej zidentyfikowano wydzielenia fazy (Fe, Mn)3P w staliwie o osnowie austenitycznej (rys. 1) oraz wydzielenia węglików (Fe, Mn)AlCx w obszarach ferrytu, przy zawartości w staliwie około 8 % Al (rys. 2). Właściwości magnetyczne próbek ze staliwa Fermanal określono metodą spektroskopii efektu Móssbauera izotopu "Fe. Pomiary przeprowadzono w temperaturze pokojowej, za pomocą spektrometru Polon 2330 (rys. 3 i rys. 4). Wyznaczono właściwości magnetyczne (tabela 2), reprezentowane przez średnią wartość nadsubtelnego pola magnetycznego Bhf (rys. 5) oraz względną przenikalność magnetyczną u (rys. 6). Stwierdzono, że poziom właściwości magnetycznych badanych materiałów zależy od ilości ferrytu, a tym samym zawartości Al. Ferryt wydziela się podczas krzepnięcia odlewu w wyniku przekroczenia granicznej rozpuszczalności Al w austenicie [4, 5]. Wykazano, że właściwości paramagnetyczne pozwolą zastosować opracowane staliwo na odlewy elementów silników elektrycznych i generatorów, zwłaszcza wtedy gdy ważnym czynnikiem jest obniżenie masy urządzenia.

EN

The paper presents the results of investigations of the microstructure and magnetic proprieties of cast steel -Fermanal. The results of chemical analysis indicate that the investigated samples are characterized by 0,66-0,80 % C, 2,84-7,94 % Al and 18,24-20,12 % Mn (series I) and 27,25-29,12 % Mn (series II) (Table 1). The cast steel -Fermanal is characterized by reduced density at about 10 % in comparison to cast carbon steel. It was shown that the factor that decisively influence the microstructure type (the part of ferrite and austenite) is the content of Al. The matrix which is completely austenitic occurs in cast steel that contains about 0,9 % C, 20 % Mn and 5,5 to 6 % Al. The phase (Fe, Mn)3P in cast steel with austenitic matrix (Fig. 1) and the carbides (Fe,Mn)AlCx in the ferrite areas in cast steel with 8 % Al (Fig. 2) were identified by the X-ray microanalysis method. The magnetic properties of the Fermanal samples were examined by Móssbauer spectroscopy method. The measurements of the "Fe Móss-bauer spectra were carried out in transmission geometry by constant spectrometer of the standard design. The spectra of the samples were measured at room temperature (Fig. 3 and Fig. 4). The hyperfine parameters of the investigated spectra were related to the a-Fe standard. The experimental spectrum shape was described by transmission integral calculated according to the numerical Gauss-Legandre's procedure [7]. The above made it possible to determine with high precision the value of the isomer shift, the hyperfine magnetic field -Bhf (Fig. 5), and the relative magnetic permeability u (Fig. 6). It was shown that the magnetic proprieties of the investigated materials depend on the content of the ferrite and therefore the Al concentration. The ferrite precipitates during the solidification in the result of the exceeding of the solubility limit of Al in austenite [4, 5] It was shown that the paramagnetic proprieties make it possible to apply the Fermanal cast for elements of electric motors and generators especially when the decrease of the weight of the machine is crucial.

4

Analiza mikrostruktury biodegradowalnych poliestrów otrzymywanych z glikolidu, laktydu i epsilon-kaprolaktonu metodą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego wysokiej rozdzielczości

Kasperczyk J.

Zeszyty Naukowe. Chemia / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 145

5-86

PL

Spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego wysokiej rozdzielczości protonową 1H oraz węgla 13C zastosowano w analizie struktury biodegradowalnych łańcuchów poliestrów otrzymywanych z glikolidu, laktydu i epsilon-kaprolaktonu, polimerów obecnie szeroko stosowanych w medycynie. Laktyd, posiadający w swej cząsteczce dwa równocenne, asymetryczne atomy węgla stwarza możliwość uzyskania materiałów zarówno optycznie czynnych, jak i nieczynnych optycznie, w których możliwy jest różnorodny rozkład chiralnych atomów węgla w łańcuchu polilaktydu (poliaktyd izotaktyczny, syndioaktyczny, dysyndioaktyczny, ataktyczny "w przewadze izotaktyczny"). Wzbogacenie różnorodności możliwych struktur łańcuchów poliestrowych można uzyskać poprzez kopolimeralizację laktydu z glikolidem lub z epsilon-kaprolaktonem oraz kopolimeryzację glikolidu z epsilon-kaprolaktonem. Zastosowanie analiz porównawczej oraz statystycznej wzrostu łańcucha pozwoliły na obserwację blokowych i statystyczntch segmentów homo- i kopolimerów w widmach 1H i 13C NMR. Odpowiedni dobór inicjatorów i warunków polimeryzacji umożliwia modyfikację uzyskiwanych struktur poprzez sterowanie zachodzącymi reakcjami transestryfikacji. W celu ilościowego ujęcia transestryfikacji zaproponowano równania wykorzystujące intensywności odpowiednich linii rezonansowych widm NMR. Obliczone wartości współczynników transestryfikacji, randomizacji, średnich długości bloków syndio- i izoaktycznych w homopolimerach laktydu lub wartości średnich długości jednostek komonomerycznych w kopolimerach mogą być zastosowane do obserwacji zmian w strukturze łańcuchów poliestrowych. Struktura łańcuchów wpływa bowiem nie tylko na własności mechaniczne otrzymywanych materiałów, lecz również na ich zdolność do biodegradacji, a w przypadku stosowania w dozowaniu leków na szybkość ich uwalniania. W konsekwencji monitorowanie struktury pozwala zaprojektować materiał o odpowiednich parametrach fizykochemicznych, spełniających wymagania stawiane przez konkretne zastosowania medyczne.

EN

The 1H and 13C High Resolution NMR spectroscopy are useful tools in analysis of biodegradable, biocompatible polyesters widely used in medicine obtained by thre ring opening polymerization of lactide, glycolide and epsilon-caprolactone. Structure of polyesters chains affects on mechanical properties, biodegradation and term in drug delivery systems. In consequence, monitoring of the chain structure allows to design the material with suitable physical properties satisfying conditions determined by particular medical application. Due to the chirality of two carbon atoms in the lactide molecule it is possible to obtain optically active in inactive materials with various distribution of the chiral centers in macromolecular chains. The appropiate application of conditions in polymerization reaction such as temperature, solvents, type of initiators allow to mould the structure of growing polylactide chain (isotactic, 'predominantly isotatic', syndiotatic, disyndiotactic, atactic). The increase in number of various structures of polyesters chain may be obtained by copolymerization of combination of lactide enantiomers with glycolide or caprolactone. The employment of the statistical analysis of growing chains permit to observation in NMR spectra the ststistical or block segments in copolyester microstructure. Strictly behavior of the reaction conditions allows to modificate of obtained chain structure by influence on increase or decrease of transesterification reactions. In order to perform the quantitative characterization of the transesterification contribution equations on the basis of the intensity of NMR resonance lines were shown. Calculated values of the transesterification coefficients, degree of randomness and values of average lengths of syndiotactic or isotactic blocks in lactide homopolymers or average lengths of comonomer units in copolymers may be used to observation the changes in the microstructure of macromolecular chains. Structure of polyester chains affects not only on the mechanical properties of obtained materials, but on biodegradation and drug release, too. In consequence, monitoring of the chain structure by NMR spectroscopy allows to design the material with suitable physiocochemical properties satisfying the conditions determined by particular medical applications.