Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Supervised pearlitic–ferritic steel microstructure segmentation by U-Net convolutional neural network

Motyl Mateusz, Madej Łukasz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 4

art. no. e206, 2022

EN

The aim of this work is to develop an automated procedure based on machine learning capabilities for the identification of the pearlite islands within the two-phase pearlitic–ferritic steel. The input parameters for the custom implementation of a braided neural network are provided as a data set of scanning electron microscopy images of metallographic specimens. The procedures related to the processing of the data and the optimization parameters affecting the final architecture and effectiveness of the network learning stage are examined. The objective is to find the best solution to the problem of ferritic–pearlitic microstructure segmentation, allowing further processing during, e.g., 3D reconstruction of data from serial sectioning. The work examines the various quality of input data and different U-Net architectures to find the one that can identify pearlite islands with the highest precision. Two types of images acquired from secondary electron (SE) and electron backscattered diffraction (EBSD) detectors are used during the investigation. The work revealed that the developed approach offers improvements in metallographic investigations by removing the requirement for expert knowledge for the interpretation of image data prior to further characterization. It has also been proven that artificial neural networks based on the deep learning process using extensible U-Net network architectures and nonlinear learning tools can identify pearlite islands within a two-phase microstructure, while the overtraining level remains low. Convolutional neural networks do not require manual feature extraction and are able to automatically find appropriate search functions to recognize pearlite structure areas in the training process without human intervention. It was shown that the network recognizes areas of analyzed steel with satisfactory precision of 79% for EBSD and 87% for SE images.

2

The evaluation of platinum group metals (PGMs) and their recovery from car catalytic converters

Trębacz H., Michno P.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 2

133--147

EN

Car catalysts significantly reduce air pollution - by reducing NOx and oxidizing CO and HC. Every car put on the market must be equipped with a catalytic reactor in which the noble metals platinum, palladium and rhodium have a catalytic function. With the rapid development of the automotive industry and stringent emission regulations, the demand for platinum group metals is steadily increasing. PGM is used in many industries. The resources of these metals are constantly shrinking with increasing demand. Operation of catalysts causes the emission of PGMs to the environment. The recovery of platinum group metals from car catalysts has increased over the past decade, but is still insufficient. Processing 2 tons of used catalysts avoids the extraction of 150 tons of ore. At present, the world’s used catalysts are processed by hydrometallurgical or pyrometallurgical way. Both methods allow for recovery of about 95% of platinum and palladium and 70% of rhodium. PGMs recovered from car catalysts is becoming an important source of these metals. There are ideas for platinum group metals mining in the solar system. It is significant that gases from catalytic reactors cause emissions to the environment of harmful platinum, which accumulates in street sediments, soil, plants, water and in animals. The results of studies on monoliths derived from catalysts were carried out using a XRF Niton fluorescence spectrometer and electron microscope. In addition, the life cycle analysis of the catalytic reactor has been carried out from the moment of platinum extraction to operation and recycling.

PL

Katalizatory samochodowe pozwalają w znacznym stopniu ograniczyć zanieczyszczenie powietrza poprzez redukcję NOx oraz utlenienie CO i HC. Każdy samochód wprowadzany na rynek musi być wyposażony w reaktor katalityczny, w którym metale szlachetne: platyna, pallad i rod pełnią funkcje katalityczne. Wraz z gwałtownym rozwojem motoryzacji i surowymi regulacjami dotyczącymi emisji spalin, stale wzrasta zapotrzebowanie na platynowce. PGM są wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu. Zasoby tych metali stale się kurczą przy zwiększającym się popycie. Eksploatacja katalizatorów powoduje emisję platynowców do środowiska. Odzysk platynowców z katalizatorów samochodowych w ciągu ostatnich dziesięciu lat wzrósł, ale wciąż jest niewystarczający. Przerób 2 Mg wyeksploatowanych katalizatorów pozwala uniknąć wydobycia 150 Mg rudy. Aktualnie na świecie zużyte katalizatory przerabia się na drodze hydrometalurgicznej lub pirometalurgicznej. Obie metody pozwalają na odzyskanie ok. 95% platyny i palladu oraz 70% rodu. Platynowce odzyskiwane z katalizatorów samochodowych stają się więc istotnym źródłem tych metali. Pojawiają się pomysły wydobycia platynowców w Układzie Słonecznym. Należy pamiętać, że gazy z reaktorów katalitycznych powodują emisję do środowiska szkodliwej platyny, która kumuluje się w osadach ulicznych, glebie, roślinach, wodzie oraz w zwierzętach. W publikacji przedstawiono wyniki badań monolitów pochodzących z katalizatorów przeprowadzone spektrometrem fluorescencyjnym XRF Niton oraz mikroskopem elektronowym. Ponadto przeprowadzono analizę cyklu życia reaktora katalitycznego od momentu wydobycia platynowców po eksploatację i recykling.

3

Powstawanie struwitu podczas nanofiltracji odcieków z fermentacji metanowej

Domańska M., Dragański P., Wiercik P., Łomotowski J., Konieczny T.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 2/II

77--86

PL

Jednym z problemów występujących na oczyszczalniach ścieków jest wytrącanie się struwitu. Kontrola procesu wytrącania się struwitu stwarza możliwości ochrony instalacji technologicznych przed jego negatywnymi skutkami, a powstały struwit może być wykorzystany jako nawóz mineralny. W pracy omówiono przyczyny tworzenia się struwitu w przewodach do transportu odcieków z odwadniania ustabilizowanych beztlenowo osadów ściekowych. W pracy podjęto próbę sprawdzenia, czy w warunkach zmiennego składu odcieków z fermentacji metanowej o obniżonej zawartości amoniaku jest możliwe odzyskiwanie fosforu w postaci struwitu. Badania prowadzono z wykorzystaniem membrany nanofiltracyjnej. Nadawę stanowiły odcieki pochodzące z odwadniania ustabilizowanych na drodze mezofilnej fermentacji metanowej osadów ściekowych, w których jony amonowe usuwano na drodze nitryfikacji w reaktorach SBR. Odcieki przed skierowaniem na membranę nanofiltracyjną były poddane wstępnemu oczyszczaniu z zawiesin w procesie mikrofiltracji. Przeprowadzono dwa eksperymenty z różnym składem nadawy. W obu eksperymentach podczas zatężania odcieków na membranie nanofiltracyjnej odczyn retentatu wzrastał przy równoczesnym obniżaniu się stężenia jonów.

EN

Struvite is one of the main problem appearing at sewage installations of sludge processing. The ability to control the process of struvite precipitation provides opportunities for protection of technological installations against its negative effects. The product obtained in a form of struvite can be used as a fertilizer. In this paper, conditions of struvite formation in pipes to transport the leachate from dewatering of anaerobically stabilized sludge were discussed. The aim of this paper was to verify whether it is possible to recover phosphorus in the form of struvite in the conditions of variable composition of leachate from methane fermentation with reduced ammonium content. Studies were carried out using nanofiltration membranes. The feed constituted leachate stabilized with mesophilic dehydration by anaerobic digestion of sewage sludge, in which the ammonium were reduced by nitrification in SBR reactor. Two experiments with different composition of leachate were conducted. The leachate before nanofiltration was pretreated of suspensions in the microfiltration process. In both experiments, the reaction of retentate recirculated on nanofiltration membrane was increasing while magnesium was decreasing. During the whole experiment low ammonium concentration was being observed. The images of the scanning electron microscope revealed that the crystals were light brown and had an orthorhombic structure. Pilot studies have shown that there is the possibility of precipitation of struvite with leachate from the dewatering of anaerobically stabilized sludge on nanofiltration membranes. It can be relatively simple to remove mechanically the precipitate cake from the membrane provided that the flat sheet membrane systems are applied.

4

Preliminary investigation of mineralogy and chemistry of peats from the Kietrz site, southern Poland

Skreczko S., Nadłonek W., Szopa K.

Contemporary Trends in Geoscience

|

2015

|

Vol. 4, iss. 1

14--25

EN

Peat bog deposits provide a very important record of past environmental conditions, preserving biotic and abiotic processes that occurred in the vicinity of the bog. In this study, we examined three peat bog profiles from Kietrz, located in the micro-region of the Głubczycki Plateau, southern Poland. The objective of this study was to determine the type of peat occurring in this area, through examination of its mineral composition, and evaluation of the total carbon and total sulphur content. In addition, we measured peat reaction (pH) and identified floral and faunal components occurring within the peat deposits. The peat comprises primarily of fragments of fossilized plant and mollusk remains, as well as minerals (calcium sulphates, calcium carbonates, and pyrites). Additionally, an assemblage of iron oxides/hydroxides, Kfeldspar, apatite, zircon, and quartz grains was identified. A neutral and/or light alkalinity was recorded for the peat deposits, but an increase in acidity (pH) with increasing depth through each peat profile was also recorded. We observed a positive correlation between the pH and chemical composition of deposits, where a significant presence of calcite is associated with higher reaction (higher pH), whilst a lower pH is characteristic for sediments where carbonates are rare. The recognized species of mollusks are typical of shallow, fresh-water stagnant reservoirs with a high fluctuation of water level.

5

Characteristic features of fine-grained coatings deposited on magnesium alloys

Tański T., Dobrzański L. A., Rusz S., Matysiak W., Kraus M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 66, nr 1

13--20

EN

Purpose: This work presents the research results on the structure of gradient/monolithic coatings (Ti/Ti(C,N)/CrN, Cr/CrN/TiN) deposited onto the magnesium alloy substrate by cathodic arc evaporation method. Design/methodology/approach: The investigations were performed using scanning and transmission electron microscopy (with different image techniques) for the microstructure determination. The morphology was studied as well as the lattice parameters for the layer matrix and substrate phase identification using diffraction methods. Findings: A thin metallic layer (Ti and Cr) was deposited prior to deposition of gradient coatings to improve adhesion. It was found out that the microstructure of the PVD coatings deposited by the cathodic arc evaporation method is composed of fine crystallites and that their average size is in the range of 15-200 nm, depending on the coating type. SEM micrographs showed that the deposited coatings are characterized by compact structure without delamination or defects and they closely adhere to each other. Investigations confirm also that the Ti(C,N)/CrN and CrN/TiN coatings reveal a clearly visible transition zone between the gradient Ti(C,N) and CrN layers and the wear resistant CrN and TiN layers, obtained as a result of the separately applied metal vapour sources. Practical implications: Achieved coatings with good adhesion and without the disadvantage of delamination was made possible by cathodic arc evaporation method. Obtained properties of gradient/monolithic coatings (Ti/Ti(C,N)/CrN, Cr/CrN/TiN) deposited onto the magnesium alloy substrate and the study of them can contribute to development in a given group of materials used for different surface engineering processes. Originality/value: The original value of the work is that it applied the PVD method for a common material like magnesium alloy.

6

Laserowa modyfikacja warstwy wierzchniej stopów lekkich

Tański T., Labisz K., Domagała-Dubiel J.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2013

|

Nr 1 (19)

26--28

PL

Badania prezentowane w artykule dotyczą obróbki powierzchniowej wtapiania laserowego węglika wolframu w powierzchnię odlewniczych stopów magnezu Mg-Al-Zn, wykonanej przy zastosowaniu lasera diodowego HPDL. W celu identyfikacji struktury powierzchniowej oraz przekrojów poprzecznych otrzymanego mikrokopozytu wykonano badania strukturalne w mikroskopie świetlnym LEICA MEF4A, mikroskopie elektronowym skaningowym SUPRA 35 firmy Zeiss, z wykorzystaniem detekcji elektronów wtórnych oraz w mikroskopie elektronowym prześwietleniowym JEM 301OUHR firmy JEOL. Mikroanalizę rentgenowską jakościową pierwiastków stopowych w próbkach badanych stopów wykonano na mikroskopie skaningowym SUPRA 35 firmy Zeiss, ze spektrometrem rozproszonego promieniowania rentgenowskiego EDS LINK ISIS firmy Oxford. Po wtapianiu proszku WC w powierzchnię badanych stopów z zastosowanym podajnikiem, powierzchnia lica charakteryzuje się dużą regularnością bez widocznych pęknięć i wypływek na boki ściegu, ponadto stwierdzono występowanie w warstwie wierzchniej stopów MCMgAl12Zn1 oraz MCMgAl9Zn1 strefy przetopienia (SP) oraz strefy wpływu ciepła (SWC), których różna grubość, a także kształt zależą od użytej mocy lasera oraz materiału podłoża. Badania metalograficzne wskazują, że struktura materiału krzepnącego po wtapianiu laserowym charakteryzuje się występowaniem obszarów o zróżnicowanej morfologii związanej z krystalizacją stopów magnezu.

7

An image analysis algorithm to measure the diameters of carbon nanotubes

Iwasaki Y., Nakamiya T., Kozai R., Mitsugi F., Ikegami T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 12a

25-29

EN

Carbon nanotubes (CNTs) have excellent properties, and wide application fields are expected. The diameters of the tubes influence the physical properties of CNTs. This paper proposes an image analysis algorithm to measure the diameters of CNTs to automate human measurement work. We have confirmed that the mean value of the diameters measured by our algorithm was close to that obtained by human measurement work. We also measured the diameters of the CNTs after laser annealing, and demonstrated the changes of the mean values of the diameters.

PL

Nanorurki węglowe (CNT) mają doskonałe właściwości i potencjalnie szeroki zakres zastosowań. Średnice nanorurek zależą od fizycznych właściwości CNT. W pracy zaproponowano zautomatyzowany, bazujący na analizie obrazu, algorytm pomiaru średnic CNT. Potwierdzono, że średnie wartości zmierzonych za pomocą zaproponowanego algorytmu średnic nanorurek węglowych mają wartości bliskie otrzymanym za pomocą pomiaru manualnego. Stwierdzono wpływ wyżarzania laserowego na zmiany średnich wartości średnic CNT.

8

Opracowanie metodyki badań struktury stali wielofazowej z wykorzystaniem elektronowego mikroskopu skaningowego wyposażonego w detektor EBSD

Radwański K., Kuziak R., Molenda R., Krztoń H., Wojtas J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2011

|

T. 63, nr 2

79-82

PL

Celem pracy było opracowanie metodyki preparatyki próbek oraz badań stali wielofazowych stosowanych w przemyśle samochodowym z wykorzystaniem metod mikroskopii świetlnej oraz wysokorozdzielczej mikroskopii skaningowej z uwzględnieniem metody EBSD. W ramach pracy przeprowadzono badania aplikacyjne opracowanej metodyki badań stali wielofazowych typu TRIP, DP i CP. Opracowana metodyka badań pozwala na kompleksową charakterystykę struktury stali wielofazowych uwzględniającą jakościową i ilościową charakterystykę składników struktury. W pracy wykazano przydatność parametrów IQ, CI i KAM wyznaczanych w metodzie EBSD w badaniach stali wielofazowych.

EN

The purpose of the work was to develop the methodology for sample preparation and investigations of multi-phase steels used in the automotive industry using light microscopy and high-resolution scanning microscopy methods, including the EBSD method. As a part of the work the application tests of the developed methodology for investigations of multi-phase TRIP, DP and CP steels were carried out. The developed investigation methodology allows the comprehensive structural characteristics of multi-phase steels taking into consideration the qualitative and quantitative characteristics of the structural components. In the work, the suitability of IQ, CI and KAM parameters determined in the EBSD method during multi-phase steel investigations was shown.

9

Transmission electron microscope studies of the chromium cast iron modified at use of B4C addition

Studnicki A., Labisz K., Ozgowicz W.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

209--216

EN

Results of studies of the high alloy chromium cast iron with boron addition in form of the B4C phase powder are presented in this paper. The main field of interest is the identification of phases based on the transmission electron microscope study, occurred in this alloy after solidification process. The structure mainly consists of the austenite matrix and M7C3 carbide identified as the Cr7C3 phase.

10

Analiz rynkowa i przeprowadzenie badań weryfikacyjnych współczesnych mikroskopów elektronowych prześwietleniowych

Maciosowski A., Arabasz S., Wiedermann J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2009

|

T. 61, nr 4

44-46

PL

Celem pracy było rozpoznanie propozycji rynkowych w dziedzinie mikroskopów elektronowych prześwietleniowych oraz rozwiązań technicznych i analitycznych stosowanych w nowoczesnej elektronowej mikroskopii prześwietleniowej, a także zweryfikowanie możliwości badawczych na próbach własnych. Wskazano model mikroskopu wraz z wyposażeniem i oprzyrządowaniem do preparatyki próbek najlepiej spełniający potrzeby badawcze w metalurgii. Praca związana była z przewidywanym zakupem nowoczesnego elektronowego mikroskopu prześwietleniowego przez Instytut Metalurgii Żelaza.

EN

The purpose of this paper was to recognise the market proposals in the field of transmission electron microscopes and technical and analytical solutions used in modern transmission electron microscopy as well as to verify the research capabilities by own tests. The model of microscope with equipment and instrumentation for preparation of samples that best satisfy the research needs in metallurgy was selected. This paper was related to the expected purchase of modern transmission electron microscope by the Institute for Ferrous Metallurgy.

11

Structure of gradient coatings deposited by CAE-PVD techniques

Dobrzański L. A., Staszuk M., Konieczny J., Lelątko J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2007

|

Vol. 24, nr 2

55-58

EN

Purpose: The main aim of this research was investigation of the gradient and multicomponent coatings structure deposited by cathode arc evaporation physical vapor deposition (CAE-PVD) on a SiAlON substrate. Design/methodology/approach: The structure of investigated coatings was characterized by scanning and transmission electron microscopy. Chemical composition was determined by energy dispersive spectroscopy (EDS) method. Investigation of surface roughness was done. Findings: The results of the investigations of microstructure, chemical compositions and surface morphology of gradient TiAIN and multicomponent AlSiCrN coatings deposited by PVD techniques are given in the paper. The linear analyses of chemical compositions on cross-sections of the investigated coatings are given. In the gradient coatings the chemical composition changes continuously at the cross-section. The result of the investigations of thin foils performed with use of transmission electron microscope and selected a diffraction are given also. Research limitations/implications: In future the examination will progress for mechanical properties, e.g. microhardness, adhesion strength and abrasive wear resistance as well as for the technological machining test. Originality/value: Future examinations will progress for mechanical properties, e.g. microhardness, adhesion strength and abrasive wear resistance as well as technological machining tests.

12

Badania strukturalne żeliwa ADI w transmisyjnym mikroskopie elektronowym

Kaczorowski M., Myszka D.

Archiwum Odlewnictwa

|

2003

|

R. 3, nr 9

266--273

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych żeliwa ADI (ang. Austempered Ductile Iron) z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej – TEM (ang. Transmission Electron Microscopy). Celem badań była obserwacja struktury w nanoskali, w szczególności otrzymanie podstawowej informacji czy rzeczywiście osnowa żeliwa ADI składa się z mieszaniny ferrytu austenitu i ewentualnie pewnej ilości martenzytu, czy też zawiera również ultradyspersyjne węgliki, których ujawnienie metodami klasycznej metalografii jest niemożliwe. W rezultacie szczegółowych obserwacji przeprowadzonych z wykorzystaniem techniki cienkich folii ustalono, że w osnowie znajdują się drobne wydzielenia koherentne z osnową, które mogą dawać istotny wkład w umocnienie.

EN

The results of TEM investigation of ADI were presented. The aim of these investigations was to study the structure of ADI matrix, especially looking for the carbides which we suspected should appear in metallic matrix, and were not discovered yet using conventional metallography observations. On the basis of very careful observations it was concluded that except ferrite, austenite and some martensite grains, very small coherent spherical precipitates were found the size of which was approximately 5nm.

13

Wykorzystanie elektronów wstecznie rozproszonych w mikroskopie elektronowym do analizy składu atomowego spoin wykonanych za pomocą wiązki elektronowej

Detka A., Kaczmarek D., Domaradzki J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2002

|

z. 143

159-162

EN

For the investigation of welds joined with electron beam the methods like X-ray microanalysis or microscopic examination of cross-section are usually employed. The paper presents the improved method of specimen composition analysis using the backscattered electron signal (BSE) in the scanning electron microscope (SEM). The verification of BSE method has been done on the example of W-Mo weld by typical methods employed in metallography.

14

Electron microscopy method in medical diagnostics

Sabat D., Męcik T., Szczurek Z., Cieślik T., Cieślik A., Namysłowska A.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2002

|

Vol. 4, nr 1

101-106

EN

84 photographs of the oral epithelium were analyzed, 60 of them showed oral epithelium squamous cell carcinoma and the rest - healthy epithelium. The photographs where taken in 500x and 5000x magnification. For this study a Japanese electron microscope JEOL JSM 5400 was used. The authors observed great differences in the both groups of patients, mainly in the epithelium density as well as in the occurrence of "blank spaces" instead of cells. The observations confirm the usefulness of an electron microscope in medical examinations. Due to reuse of tissue segments, previously taken to pathological diagnosis in light microscope, we can limit invasive methods of diagnosis.

15

Zastosowanie oceny stopnia mineralizacji jawnej badanej przy użyciu mikroskopu skaningowego w diagnostyce nowotworów złośliwych jamy ustnej

Cieślik T., Męcik T. J., Szczurek Z., Sabat D.

Inżynieria Biomateriałów

|

2001

|

R. 4, nr 13

9-11

PL

Rokowanie w chorobie nowotworowej zależy głównie od wczesnego rozpoznania. Etiopatogeneza raka płaskonabłonkowego jamy ustnej jest przedmiotem badań i pozostaje nadal niewyjaśniona. Wprowadzenie do diagnostyki medycznej mikroskopii skaningowej może przybliżyć obraz zmian jakie zachodzą w tkankach objętych procesem nowotworowym. Analizie poddano 62 preparaty pochodzące od osób obojga płci z rozpoznanym histopatologicznie nowotworem płaskonabłonkowym zlokalizowanym w różnych miejscach jamy ustnej. Autorzy potwierdzili pełną przydatność metody w badaniach nowotworów złośliwych jamy ustnej.

EN

Prognosis in carcinoma depends mainly on early diagnosis. Etiopathogenesis of squamous oral epithelium carcinoma is continually under investigation and remains unclear. The introduction of scanning electron microscopy (SEM) into medical diagnostics may clear up the picture of lesions taking place in carcinous tissue. 62 preparations from patients of both sexes with histopathologically confirmed squamous cell carcinoma located in oral cavity were analysed. The authors confirmed the usefulness of the method in the study of squamous oral epithelium carcinomas.

16

TEM observations of faulted dipoles in deformed copper and copper alloys.

Niewczas M., Basinski Z.S., Basinski S.J., Embury J.D.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

1244-1247

EN

The general properties of the deformation substructure are by now well-documented in the literature, but some of the more detailed properties still remain to be studied. In the present work we examine more closely the structures known as Frank dipoles or faulted dipoles, which are recognized in electron micrographs as faint lines terminating within the crystal and running in two <110> directions in the primary glide plane but not in the primary glide direction. The presence of faulted dipoles in formed materials was reported in some of the early transmission electron microscope (TEM) investigations of the 1960s and 1970s e.g., Cu single crystals [1,2], Ni-Co single crystals [3], Ag [4], Cu-2%Al single crystals [5], and in Ge [6]. In these studies, faulted dipoles were detected only in lightly deformed material in regions of the crystal relatively free of other dislocations. The present work takes advantage of the improved resolution available with today's electron microscopic techniques to examine the occurence of faulted dipoles in copper and copper alloy single crystals deformed to various stages in tension.