Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kompozytowe elektrody dla ogniw SPCFC

Skubida W., Cichy K., Świerczek K.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 2

138--151

PL

Celem niniejszej pracy było opracowanie kompozytowych elektrod dla ogniw SPCFC (ang. symmetrical proton ceramc fuel cell). W pracy zaprezentowano wyniki badań strukturalnych dwóch związków zsyntezowanych metodą wysokotemperaturowej reakcji w fazie stałej: materiału elektrolitowego Ba0,9La0,1Zr0,25Sn0,25In0,5O3−δ oraz elektrodowego SrFe0,75Mo0,25O3-δ. Niezależnie od warunków syntezy, oba tlenki przyjęły strukturę krystaliczną perowskitu prostego (grupa przestrzenna Pm-3m). Na drodze wysokotemperaturowych pomiarów dyfrakcyjnych wykazano również, że symetria Pm-3m dla obu związków utrzymuje się w całym analizowanym zakresie temperatur, tj. od 25 °C do 900 °C. Wartości współczynników rozszerzalności termicznej wyniosły dla elektrolitu i elektrody odpowiednio 12,4(2)∙10-6 K-1 i 18,5(4)∙10-6 K-1. Przedstawione zostały również wyniki elektrochemicznych pomiarów przewodnictwa gęstego spieku materiału elektrolitowego (ponad 95% gęstości teoretycznej) oraz ogniwa z kompozytowymi elektrodami w układzie symetrycznym, skonstruowanego w oparciu o badane materiały ceramiczne. Badania przeprowadzono w atmosferach nawilżonego powietrza syntetycznego i mieszaniny

EN

The main aim of this work was to develop composite electrodes for SPCFC (Symmetrical Proton Ceramic Fuel Cell). The paper presents the results of structural studies of two compounds synthesized by the solid state high-temperature reaction: electrolyte Ba0.9La0.1Zr0.25Sn0.25In0.5O3-δ and electrode SrFe0.75Mo0.25O3-δ. Regardless of the synthesis conditions, both oxides adopted the cubic perovskite crystalline structure (space group Pm-3m). By means of high-temperature diffraction measurements, it was also shown that Pm-3m symmetry for both compounds is maintained throughout the analyzed temperature range, i.e. from 25 °C to 900 °C. The values of coefficients of thermal expansion were calculated to be 12.4(2)∙10-6 K-1 and 18.5(4)∙10-6 K-1 for the electrolyte and the electrode, respectively. The results of electrochemical measurements of conductivity of dense electrolyte material sinter (above 95% of theoretical density) and a cell with composite electrodes in a symmetrical system constructed on the basis of studied ceramics are also presented. The tests were carried out in atmospheres of humidified synthetic air and Ar/H2 mixture. The total cell conductivity was 3.80•10-4 S•cm-1 at 500 °C.

2

Struktura, spiekalność i właściwości transportowe protonowo przewodzących ceramik Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ (Ln: wybrane lantanowce)

Skubida W., Olszewska A., Niemczyk A., Cichy K., Zientara D., Świerczek K.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 1

18--27

PL

Niniejsza praca przedstawia analizę wybranych właściwości fizykochemicznych niestechiometrycznych tlenków perowskitowych z grupy Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ (gdzie Ln: La, Pr, Gd), wykazujących w nawilżonej atmosferze w temperaturach rzędu 400 °C i więcej przewodnictwo protonowe. Dokonano doboru składu chemicznego materiałów z rozważanej grupy, uwzględniając wartość współczynnika tolerancji Goldschmidta t, oczekiwaną wielkość niestechiometrii w podsieci tlenu δ oraz różnicę elektroujemności pomiędzy pierwiastkami obsadzającymi podsieci kationowe A i B w ABO3-δ. Wyniki pomiarów materiałów jednofazowych wykonane metodą rentgenografii strukturalnej z analizą Rietvelda pozwoliły w szczególności na określenie korelacji pomiędzy składem chemicznym, temperaturą wygrzewania i strukturą krystaliczną oraz rozmiarem krystalitów. Ponadto określono wpływ temperatury kalcynacji i dodatku In2O3 lub lepiszcza organicznego na spiekalność Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ. Pomiary właściwości transportowych wybranych materiałów, wykonane w różnych atmosferach, tj. powietrza suchego i powietrza nawilżanego 3% obj. H2O lub D2O, umożliwiły wyznaczenie składowej protonowej przewodnictwa elektrycznego. Uzyskane wyniki wskazują na potencjalną możliwość zastosowania rozważanych związków jako elektrolitów lub materiałów elektrodowych w przewodzących protonowo ogniwach typu SOFC lub elektrolizerach SOEC.

EN

This paper presents analysis of selected physicochemical properties of non-stechiometric perovskite-type oxides from the Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ group (where Ln: La, Pr, Gd) that in a humidified atmosphere at high temperatures around 400 °C and more show proton conductivity. Selection of chemical composition in the considered group was done by taking into account the calculated Goldschmidt’s tolerance factor, the expected oxygen non-stoichiometry and the difference of the electronegativity between the B- and A-site cations in ABO3-δ. In particular, the obtained results for single-phase materials using X-ray diffraction with Rietveld analysis made it possible to determine the correlation between the chemical composition, annealing temperature, crystalline structure and the grain size in the considered group of oxides. Moreover, the influence of calcination temperature and addition of In2O3 or organic binder on sinterability of the samples was determined. Transport properties measurements of selected materials, which were carried out in different atmospheres (i.e. dry air, wet air with 3 vol.% H2O or D2O) allowed us to determine proton component of the conductivity. The obtained results indicate a potential application of the studied compounds as electrolytes or electrode materials in proton-conducting solid oxide fuel cells (SOFC) or electrolysers (SOEC).

3

Tworzywo korundowe modyfikowane związkami ceru

Dziubak C., Taźbierski P.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2015

|

R. 8, nr 20

7--22

PL

Nieliczne informacje literaturowe wskazują na możliwość modyfikacji właściwości fizyczno-mechanicznych tworzyw glinowych za pomocą związków ceru. Dotychczas tlenek ceru znany był jako materiał polerski oraz katalizator procesów chemicznych ze względu na utleniające właściwości jonów Ce4+. Wykonano badania spiekalności dwóch odmian tlenku glinu z dodatkiem związków ceru. Przedstawiono wyniki twardości, porowatości i wytrzymałości mechanicznej otrzymanych tworzyw i interpretację w zależności od jakości składu fazowego i mikrostruktury.

EN

Few information in the literature show possibility of modifying the physico-mechanical characteristic of the alumina material, using cerium compounds. Due to the Ce4+ ions’ oxidizing properties, cerium dioxide has been known till now as polishing material as well as chemical process catalyst. Sinterability research, of two different alumina materials with various amounts of cerium salt and cerium dioxide additive, has been done. Hardness, porosity, mechanical strength of received composite as well as discussion, according to the phase composition quality and microstructure, has been presented.

4

Wysokoglinowe tworzywo o obniżonej temperaturze spiekania, modyfikowane dwutlenkiem ceru

Dziubak C.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 1

s. 21--26

PL

Tlenek ceru CeO2 jest znany głównie jako składnik materiałów polerskich oraz jako katalizator procesów chemicznych ze względu na silne właściwości utleniające jonów Ce4+. Nieliczne informacje literaturowe wskazują na możliwość zastosowania dwutlenku ceru także do modyfikacji właściwości tworzyw glinowych. W celu weryfikacji tych doniesień wykonano badania spiekalności kaolinu i tlenku glinu z dodatkiem różnych ilości dwutlenku ceru oraz określono właściwości fizyczno-mechaniczne otrzymanych tworzyw. Uzyskano znaczące obniżenie temperatury spiekania tych surowców przy niezmienionych wartościach parametrów użytkowych otrzymanych tworzyw. W artykule przedstawiono wyniki dotyczące zagęszczenia, porowatości i wytrzymałości mechanicznej tworzyw zinterpretowane w zależności od jakości składu fazowego i mikrostruktury jako konsekwencji ilościowego udziału CeO2 i temperatury spiekania. Wykazano zależność właściwości tworzywa od rodzaju zastosowanych prekursorów dwutlenku ceru. Podjęto próby wyjaśnienia mechanizmu oddziaływania dwutlenku ceru z tworzywem glinowym.

EN

Cerium dioxide is mostly known as a polishing material and as a catalyst of chemical processes because of strong oxidizing properties of Ce4+ ions. A few papers describe possibilities of using cerium dioxide to modify alumina containing materials. In order to verify currently available information, research was done on sinterability of kaolin and aluminium oxide with an addition of various amounts of cerium dioxide. The physical-mechanical properties of the resultant materials were determined. The sintering temperature of the obtained products was lower than in case of the unmodified materials while maintaining application parameters. This paper presents the results concerning density, porosity, and flexural strength, which were interpreted according to the phase composition and microstructure quality, being a consequence of CeO2 content and sintering temperature. The dependence of final properties of the studied materials on the cerium dioxide precursor was shown. An attempt was undertaken to explain an impact of ceria on alumina material.

5

Synteza klinkieru cementu portlandzkiego z udziałem wapienno-ilastego materiału odpadowego

Nocuń–Wczelik W., Trybalska B., Skobel B.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 1

14-19

PL

W pracy badano przydatność materiału pochodzącego z leja krasowego jako składnika zestawu surowcowego na klinkier cementu portlandzkiego. Określono spiekalność zestawu surowcowego oraz skład fazowy i mikrostrukturę syntetycznego klinkieru. Podstawą oceny stopnia przereagowania była zawartość nie związanego CaO. Obliczone, w oparciu o wzór podany przez Musikasa, wartości spiekalności wskazują na bardzo podobną zdolność do klinkieryzacji badanych zestawów; najlepszą wykazuje zestaw z 8% dodatkiem zwietrzeliny. Na podstawie obserwacji za pomocą mikroskopu skaningowego, przy zastosowaniu zarówno techniki elektronów wtórnych (SE), jak i techniki elektronów wstecznie rozproszonych (BSE), wspomaganej przez analizę w mikroobszarach, określono mikrostrukturę i skład fazowy spieków, potwierdzając prawidłowość przebiegu syntez i wysokoalitowy charakter produktów.

EN

The applicability of waste material from the karst process, accompanying raw deposits, for the Portland cement clinker production was investigated. The sinterability of the raw meal, as well as the phase composition and microstructure of synthetic clinker were determined. The calculations based upon the free CaO contents, following the procedure proposed by Musikas. The sinterability values were very similar, the best factor was found for the clinker sample at 8% waste material replacement. The scanning electron microscopy and backscattered electrons studies, supported by the EDS revealed the high alite contents and the fairly good, complete synthesis of cement clinker in the presence of supplementary material from karst weathering.

6

Wpływ różnych czynników na zdolność spiekania i potencjał spiekania ubitych węgli o różnym stopniu metamorfizmu

Solovyov M., Shmalko V.

Karbo

|

2010

|

Nr 1

47-51

PL

Zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych badania wpływu różnych czynników na zdolność i siłę spiekania ubitych węgli o różnym stopniu metamorfizmu. Przedstawiono możliwość oceny wpływu różnych czynników (szybkość ogrzewania, skład ziarnowy, gęstość wsadu) na właściwości węgla (zdolność spiekania, siła spiekania) z zastosowaniem opracowanej metody bezpośredniego oznaczania zdolności spiekania i siły spiekania, która jest dogodnym narzędziem badawczym. Wpływ wyżej wymienionych czynników na różny stopień zmian zdolności spiekania i siły spiekania jest widoczny nie tylko w odniesieniu do węgli spiekających różniących się stopniem metamorfizmu, ale również węgli tego samego typu, ale pochodzących od różnych dostawców (zakłady przeróbcze). Opracowana metoda wyznaczania zdolności i siły spiekania ubitych węgli (mieszanek węglowych) może być z powodzeniem stosowana w dalszych pracach badawczych wpływu różnych czynników na skomplikowany proces spiekania.

EN

Results of laboratory trials concerning influence of different factors on caking ability and caking power of compacted coals of different metamorphism stage are represented in the article. It is shown by the developed method for direct determination of caking ability and caking power of compacted coals (coal blends) it is possible to evaluate the influence of different factors (heating rate, coal particle size, coal charge density) on these characteristics (caking ability and caking power) of coals, so the method is the flexible laboratory device for this evaluation. Influence of above-mentioned factors results in various changing of caking ability and caking power characteristics not only for caking coals of different metamorphism stage but also for coals of the same coal type but different suppliers (coal washery plants). The developed method for determination of caking ability and caking power of compacted coals (coal blends) can be used as reliable device for further more profound scientific research concerning the influence of different factors on complicated coal caking process.

7

Nowa metoda oznaczania zdolności spiekania ubijanych mieszanek węglowych

Solovyov M. A., Shmalko V. M.

Karbo

|

2008

|

Nr 3

157-160

PL

Aktualnie istnieje wiele metod określania zdolności spiekania węgli i mieszanek węglowych. Większość z nich wykorzystuje właściwości termoplastyczne masy węglowej, nie uwzględniając wpływu ubijania wsadu. W niniejszej publikacji zaprezentowana została nowa metoda wyznaczania wskaźnika spiekania, w której uwzględniono wpływ ubijania, a efektem końcowym jest wskaźnik wytrzymałości poprzecznej δshift. Wyniki wytrzymałości zostały skorelowane z wskaźnikami Micum M25 i M10 uzyskując współczynniki korelacji odpowiednio r = 0,9897 i r = 0,9887.

EN

There exist many different methods for evaluation of caking ability of coals and coal blends. Most of them is based on thermoplastic characteristics of plastic mass where there is not considered influence of charge compacting. There is presented new method for caking ability assessment which includes effect of compacting and gives index δs - shift strength value. Results of shift strength δs were well correlated with Micum indices M25 and M10 with correlation coefficients respectively r = 0,9897 and r = 0,9887.

8

Methods of sinterability determination of titanium alloy foams

Zdunek J., Mizera J., Kurzydłowski K.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 1

39-43

EN

Foamed materials are becoming widespread in many branches of industry for example in transportation industry. While polymeric foams have been applied for many years - foamed metals are now beginning to move into the focus of interest [1]. Many studies have been carried out recently on metallic foams [2]. Their advantages are lightweight, high surface to volume ratio, high stiffness and cellular structure. They also combine low weight with such properties as good energy absorption and thermal resistance [3]. The aim of present study was to investigate sinterability of three different types of titanium foams obtained by powder metallurgy method. One of the methods of determine sinterability of metallic foams, is to describe contents of polymer in their structure after two stages (burnout and sintering) of heat treatment. Scanning Electron Microscopy was used to examine foams on this purpose. The burnout temperature was 350 °C and holding time at this temperature varied from 48 to 96 h. The sintering temperature was 900 °C and time of sintering was either 2.5 or 4.5 h. SEM observations have shown that short burnout time at 350 °C is insufficient to remove all polymers from the foam. The next determinant of sinterability is their density and porosity. Those parameters were also carried out. The influence of silica additions to titanium foam was also investigated. Investigations shown that it lengthens time of polymer removal and increases also porosity of a foam. Several types of foaming processes are now available, which allow to production of cellular materials. The present paper is concerned with one of them, which can be implemented relatively easily for Ti alloys. Additionally this process allows a formation of relatively homogeneous pore structure at a direct net-shape fabrication method.

PL

Materiały spienione stają się obecnie szeroko rozpowszechniane w wielu dziedzinach przemysłu (np. w transporcie, budownictwie). Podczas gdy pianki polimerowe są w użyciu już od wielu lat, to spienione metale zyskały zainteresowanie dopiero niedawno. Ich zaletami są: lekkość, duży stosunek powierzchni do objętości, wysoka sztywność i struktura komórkowa. Materiały te łączą ze sobą małą gęstość z takimi właściwościami, jak dobra absorpcyjność energii i odporność cieplna. Celem niniejszej pracy było określenie spiekalności trzech różnych pian na osnowie tytanu, otrzymanych metodą metalurgii proszków. Jedną z metod wyznaczenia spiekalności pian metalicznych lak otrzymanych jest określenie obecności polimeru w strukturze piany przeprowadzone po wypalaniu i spiekaniu. Temperatura procesu wypalania wynosiła 350 °C, a czas przetrzymywania próbek w piecu od 48 do 96 h. Spiekanie prowadzono w temperaturze 900 °C przez 2,5 lub 4,5 h. Obserwacje na mikroskopie skaningowym ujawniły, że krótki czas wypalania w temperaturze 350 °C nie jest wystarczający do usunięcia całego polimeru ze struktury piany. Następnym wyznacznikiem spiekalności pian jest określenie ich gęstości i porowatości. Ustalono również wpływ SiO2 na spiekalność i porowatość. Wyniki badań wykazały, że dodatek ten wydłuża czas potrzebny do usunięcia polimeru z piany i jednocześnie zwiększa jej porowatość. Z wielu dostępnych metod otrzymywania pian metalicznych zastosowana do produkcji pian tytanowych badanych w poniższych eksperymentach metoda metalurgii proszków pozwala na otrzymanie najbardziej homogenicznej struktury o równoosiowych porach.

9

Ceramika sialonowa - właściwości i perspektywy rozwoju.

Sopicka-Lizer M.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 3-4

167-176

PL

Związki tlenoazotkowe glinu i krzemu są potencjalnymi materiałami inżynieryjnymi o znakomitych właściwościach mechanicznych odpornościowych i cieplnych zachowywanych aż do wysokiej temperatury. Zastępowanie silnie kowalencyjnych wiązań Si-N przez dużo bardziej jonowe wiązanie Al-O tej samej długości stwarza możliwość tworzenia roztworu stałych w układzie Si-Al-O-N, a co za tym idzie obniżenia prężności par i poprawy spiekalności tych proszków. Spośród faz występujących w tym układzie największe znaczenie dla ceramiki inżynieryjnej posiadają sialony alfa i beta, roztwory stałe azotku krzemu, wywodzące się z odpowiednich odmian polimorficznych. Ceramikę sialonową można zasadniczo wytwarzać dwiema metodami: jednostopniową, polegającą na reakcyjnym spiekaniu zaformowanej mieszaniny azotku krzemu z dodatkiem tlenku i azotku glinu oraz dodatku spiekającego, a także dwustopniową, która obejmuje najpierw syntezę fazy sialonowej a następnie formowanie i spiekanie materiału w azocie. W pierwszej z nich dodatek spiekający [(Y, La)2O3] jest źródłem fazy ciekłej, w której rozpuszczają się składniki azotkowe, a na skutek przesycenia wykrystalizowuje odpowiedni sialon. Beta-sialon tworzy wydłużone ziarna, a pozostała faza ciekła zastyga w postaci amorficznej fazy międzyziarnowej dając materiał o znakomitych własnościach mechanicznych aż do temperatury transformacji fazy szklistej. Alfa-sialon otwiera możliwość inkorporacji dodatku spiekającego w strukturę Me-Si-Al-O-N ale duże, bardzo twarde i izometryczne ziarna tej fazy pogarszają odporność na pękanie. Najbardziej atrakcyjnie przedstawiają się właściwości kompozytów alfa-beta-sialonowych, ale odwracalna przemiana polimorficzna alfa<-->beta-sialon w zakresie temperatur 1350-1750 stopni Celsjusza, jak i konieczność stosowania spiekania pod ciśnieniem w celu uzyskania pełni właściwości ograniczają zakres stosowania tej ceramiki. W metodzie tradycyjnej konieczne jest wcześniejsze wyprodukowanie odpowiedniej jakości proszku sialonowego, który może być spiekany nawet bez udziału fazy ciekłej i dodatków spiekających, jeżeli uda się uzyskać proszek o odpowiednio drobnym uziarnieniu. Takie możliwości stwarzają metody redukcji karbotermicznej czystych materiałów glinokrzemianowych lub SHS a proces spiekania w azocie do gęstości teoretycznej można przeprowadzić przy normalnym ciśnieniu.

EN

Silicon and aluminium oxynitride compounds are assumed as potential engineering ceramic materials because of their excellent mechanical and thermal properties well above those where most steels and alloys cease to function. Equivalent replacement of the strong covalent Si-N bonds by the more ionic Al-O bonds of the same lengths offers possibilities of formation of solid solutions in the Si-Al-O-N system leading to les volatility and better sinterability of the compouns. Alpha and beta-sialons, solid solutions of the alpha and beta crystal structures of silicon nitride have attracted more attention among the other compounds in the Si-Al-O-N system. Sialon ceramics could be produced in two ways: a single stage procedure involving reaction sintering of silicon and aluminium nitride as well as alumina mixture with sintering additive and in a two-stage processing which includes synthesis of the relevant sialon powder followed by shaping and sintering in nitrogen. In the first procedure the sintering additive (yttria or La2O3) and alumina react with the silica on the surface of the silicon nitride powder, dissolve nitrides giving an oxynitride liquid from which the relevant sialon precipitates. Beta-sialon forms the elongated grains and the residual melt solidifies in the form of the intergranular glassy phase resulting in a material with a very impressive high-temperature strength retained up to glass-soltening temperature, alpha-sialon, unlike beta-sialon, can accommodate additional cations into its structure, densifies more easily than beta-sialon and final material shows increased hardness but hard, equiaxed grains reduce the fracture toughness of the material. The multiphase ceramics based on alpha-beta-sialons offer a variety of properties because of the different grain morphologies and the intrinsic properties of the phases but reversible alpha<-->beta transformation at 1350-1750 degrees centigrade as well as necessity of application of hot isostatic pressing technique restrict the area of application. The two step procedure involves production of the relevant sialon powder followed by sintering even without additives and liquid if the powder with sufficient small grain size has been achieved. Carbothermal reduction and simultaneous nitridation of pure alumina-silicate starting materials or self-propagating high-temperature synthesis (SHS) offer the possibility of production of such powders which can be pressureless sintered to a dense material.