Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO z dodatkiem tlenku baru

Kaczmarczyk K., Partyka J.

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 3

6--10

PL

Tworzywa szklano-krystaliczne stają się przedmiotem coraz szerszych badań z uwagi na możliwość kształtowania ich właściwości. Materiały te otrzymuje się w wyniku odpowiedniego doboru składu tlenkowego zestawu oraz na drodze właściwej obróbki termicznej. Niniejsza praca przedstawia wpływ składu surowcowego wyjściowego zestawu na właściwości fizykochemiczne tworzyw szklano-krystalicznych z układu SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO-BaO. Zbadano trzy zestawy różniące się surowcami wprowadzającymi wybrane tlenki do układu. Zastosowano temperatury wypalania: 1190, 1200, 1210°C. Dla otrzymanych tworzyw zmierzono takie właściwości jak: chropowatość, połysk, białość w układzie CIELab oraz wytrzymałość mechaniczną na zginanie po wypaleniu. Zaobserwowano zmiany w składzie fazowym wyznaczonym metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Temperatury charakterystyczne, zmierzone za pomocą mikroskopu wysokotemperaturowego oraz dylatometru optycznego, również ulegały zmianom.

EN

Glass-ceramic materials are the subject of increasingly broader study due to the possibility of shaping their properties. These materials are obtained as a result of the suitable selection of the initial oxide composition and by suitable heat treatment. This paper presents effect of raw material composition on the physicochemical properties of glass-ceramic materials from the SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO-BaO system. Three compositions differing in the raw materials introducing selected oxides to the system were examined. Three firing temperatures: 1190, 1200, 1210°C were used. As the selected properties, roughness, gloss, whiteness in the CIELab system and flexural mechanical strength after firing were measured. Differences were observed in the phase composition, which were determined by X-ray diffraction (XRD). The characteristic temperatures, which were measured by using hot stage microscopy and optical dilatometry, also showed changes.

2

The possibility of the use of secondary raw materials from energy and iron&steel industries for glass-ceramics production

Skawińska A., Tkocz A., Laska-Józefczak P., Foszcz T.

Structure and Environment

|

2018

|

Vol. 10, no. 2

114--121

EN

An effective way to glass strengthening is controlled crystallization, which results in obtaining the material with very favourable mechanical properties compared to parent glass. Crystallization process is conducted between glass transformation temperature and liquidus temperature. Information concerning the production of glass-ceramics material, as well as materials, which are the most commonly used in its production, were analyzed in this paper.

PL

Skutecznym sposobem wzmocnienia szkła jest kontrolowana krystalizacja, co skutkuje otrzymaniem materiału o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych w porównaniu do szkła macierzystego. Proces krystalizacji prowadzony jest pomiędzy temperaturą transformacji szkła a temperaturą likwidusu. W artykule przenalizowano informacje dotyczące otrzymywania tworzywa szkło-ceramiki, jak również materiałów najczęściej wykorzystywanych podczas produkcji tego materiału.

3

A new high thermal shock resistant onelayer glass–ceramic coating for industrial and engineering applications

Mohmmed J. H.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 82, nr 2

70--76

EN

Purpose: A new high thermal stability single layer glass–ceramic coating system designing for applied on various grade of steel alloy has been developed in this work. Design/methodology/approach: The thermal shock resistance, thermal conductivity and thermal expansion of the coating system were evaluated by using suitable standard tests. Some crystalline agents (Lithium oxide Li2O, Titanium oxide TiO2, Zircon ZrSiO4 and Feldspar CaO∙Al2O3∙2SiO2) were add at constant ratio 6% to coating system to evaluate their effects on the resultant coatings. Findings: The results indicate the suitability of these coatings for protection of metal substrate. Also the results show that the properties of resultant coating were hardly affected by composition and concentration of crystalline agent. Research limitations/implications: Coating with lithium oxide has the lowest thermal expansion, which means the highest thermal shock resistance. While, values of thermal conductivity were too close for all types of coating. Originality/value: Generally, the resultant coating properties have been enhanced in all cases; this is associated with the introduce the crystalline agent which lead to the formation of a complex network of crystalline phases.

4

Wpływ Gd2O3 na otrzymywanie szkło-ceramiki tlenkowo-fluorkowej z fazą niskofononową

Kasprzyk M., Środa M., Szumera M.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

369--375

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku Gd2O3 na trwałość termiczną szkieł z układu BaF2-NaF-Gd2O3-Al2O3-SiO2. Przy użyciu metody DSC określono wpływ Gd2O3 na parametry termiczne takie jak: temperatura transformacji (Tg), temperatura początku krystalizacji (Tx), temperatura krystalizacji (Tp), zmiana ciepła właściwego (Δcp) oraz entalpia krystalizacji (ΔH). Na podstawie analizy termicznej wykonano proces kierowanej krystalizacji. Materiały szkło-ceramiczne zostały poddane analizie rentgenowskiej XRD. Stwierdzono, że dodatek Gd2O3 do szkieł glinokrzemianowych podwyższa temperaturę transformacji, jednocześnie obniżając wartość Δcp i trwałości termicznej ΔT. Prowadzi to do obniżenia ΔH. Całkowita zamiana Al2O3 na Gd2O3 prowadzi do krystalizacji Gd9,33(SiO4)6O2 przy braku tworzenia się Na-krzemianów. Z powodu udziału Gd w tworzeniu się faz fluorkowych (BaGdF5, GdF3), krystalizacja Gd9,33(SiO4)6O2 jest utrudniona.

EN

The aim of the research was to determine the influence of Gd2O3 addition on thermal stability of glasses from the BaF2-NaF-Gd2O3-Al2O3-SiO2 system. Thermal analysis was carried out using the DSC method. An impact of Gd2O3 on thermal parameters such as transformation temperature (Tg), onset temperature of crystallization (Tx), peak crystallization temperature (Tp), change of specific heat capacity (Δcp), and enthalpy of crystallization (ΔH) were determined. On the basis of the thermal analysis, controlled crystallization was conducted. The glass-ceramic materials were identified by XRD. It is stated that the addition of Gd2O3 to the aluminosilicate glass increases the transformation temperature, at the same time reducing the Δcp and thermal stability ΔT values. This results in a decrease in ΔH. The complete substitution of Al2O3 with Gd2O3 leads to the formation of Gd9.33(SiO4)6O2. Simultaneously, crystallization of Na-silicates is not observed. Because of the participation of Gd in the formation of fluoride phases (BaGdF5, GdF3), crystallization of Gd9.33(SiO4)6O2 is impeded.

5

Wpływ dodatku popiołów lotnych na krystalizację szkieł krzemianowych

Zawada A., Przerada I., Iwaszko J.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

110--114

PL

W pracy przeprowadzono analizę podatności na proces krystalizacji szkieł krzemianowych, otrzymywanych na bazie klasycznych surowców szklarskich z dodatkiem popiołów lotnych. Z uwagi na to, że szkło jest materiałem o strukturze nieuporządkowanej, istotnym było określenie podstawowych parametrów temperaturowych, ściśle związanych ze zjawiskami zachodzącymi podczas ogrzewania szkła. W tym celu badany materiał poddano analizie termicznej. Na podstawie otrzymanych wyników wybrano odpowiednie temperatury, w których przeprowadzono proces dewitryfikacji badanych szkieł. Przy zastosowaniu mikroskopii optycznej scharakteryzowano zmiany mikrostrukturalne zachodzące w trakcie obróbki termicznej (kształt i wielkość tworzących się kryształów) w zależności od ilości wprowadzonego odpadu. Identyfikację składu fazowego, otrzymanych materiałów amorficzno-krystalicznych, przeprowadzono metodą analizy rentgenostrukturalnej. Uzyskane wyniki badań pozwoliły ocenić wpływ dodatku popiołów lotnych na proces krystalizacji otrzymanych szkieł krzemianowych.

EN

The paper analyzes the susceptibility to the process of crystallization of silicate glasses obtained on the basis of classic glass raw materials with the addition of fly ashes. Due to the fact that glass is a material with the disordered structure, it was essential to define the basic temperature parameters closely related to phenomena occurring during the heating of glass. For this purpose, the tested material was subjected to thermal analysis. On its basis the appropriate temperatures have been selected at which the devitrification process of tested glasses was carried out. Microstructural changes that occurred during the thermal treatment (the shape and size of crystals being formed) and the phase composition of the glass-ceramic material were characterized. The obtained results allowed assessing effects of the addition of fly ashes on the crystallization process of the obtained silicate glasses.

6

Erbium/Ytterbium co-doped oxyfluoride glass-ceramics — promising candidate for fiber lasers and optical amplifiers at 1550 nm

Żelechower M., Czerska E., Augustyn E.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

341--349

EN

The manufacturing of the erbium/ytterbium co-doped oxyfluoride glass-ceramics optical fiber was discussed on the background of literature review and own achievements. The role of erbium ions as NIR emitters as well as ytterbium ions in the process of stimulated emission has been explained and illustrated by several figures both from the literature and the author’s results. Glass-ceramics material advantage over glassy fibers was also considered and proved by several plots and images. The relations between the g-c materials and their optical features have been illustrated by results of SEM/TEM imaging, X-ray spectra, XRD and SAED patterns, thermal analysis (DTA/DSC) and a corresponding absorption/emission NIR spectra.

PL

Zamiarem autorów było zaprezentowanie pewnego ciągu myślowego, który doprowadził wraz z aktywnymi działaniami na tym polu do pojawienia się komercyjnie dostępnych laserów włóknowych oraz wzmacniaczy optycznych dla linii światłowodowych. W procesie dochodzenia do rozwiązań komercyjnych etapami były: dobór szkieł o odpowiedniej transmisji, wybór aktywatora (erb), technologia wyciągania włókien optycznych o strukturze rdzeń–płaszcz oraz wybór metody wytworzenia rezonatora. W artykule omówiono dodatkowe aspekty poszczególnych etapów, w tym zastosowanie szkło-ceramiki zamiast szkła w rdzeniu włókna i wymuszoną przez to specyficzną technologię nakładania płaszcza. Wymienione etapy scharakteryzowano, wykorzystując rysunki i wykresy zaczerpnięte z opracowań wielu autorów, a także własne wyniki.

7

Tlenofluorkowe szkła borokrzemianowe domieszkowane Gd2O3

Kasprzyk M., Środa M., Naspiński P.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

182--186

PL

Szkła tlenofluorkowe, oparte na matrycy borokrzemianowej stanowią interesujący materiał do zastosowań optoelektronicznych z uwagi na zdolność do tworzenia transparentnych materiałów szkło-krystalicznych, zawierających nanokrystaliczną fazę niskofononową. Na podstawie dotychczas przeprowadzonych badań, dotyczących otrzymywania fazy LaF3 w szkle, podjęto badania nad możliwością otrzymania fazy fluorkowej w oparciu o gadolin. W ramach eksperymentu wytopiono serię szkieł z układu SiO2-B2O3-Na2O-NaF-Gd2O3-BaF2. Wytworzone szkła poddano badaniom w celu określenia wpływu składu chemicznego na trwałość termiczną, proces ceramizacji oraz powstawanie w materiale fluorkowych faz krystalicznych.

EN

Oxyfluoride glasses, based on borosilicate matrix, constitute an interesting material for optoelectronic applications due to their ability to form transparent glass-ceramic materials with a nancrystalline, low phonon phase. Based on the previously performed research on the formation of LaF3 in the glass the possibility of obtaining gadolinium based fluorine phase in a glassy matrix was studied. In this experiment, a series of glass in the SiO2-B2O3-Na2O-NaF-Gd2O3-BaF2 system was obtained. The glasses were analysed using DTA/DSC, XRD, FT-IR, and transmittance methods to determine the influence of chemical compound on thermal stability, ceramization process and formation of fluoride crystalline phases.

8

Szkła bioaktywne w inżynierii tkankowej

Dziadek M., Pawlik J., Cholewa-Kowalska K.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2014

|

Vol. 20, nr 3

156--165

PL

Ceramika jest materiałem implantacyjnym powszechnie stosowanym w ortopedii oraz stomatologii. W ostatnich latach szczególną uwagę zwrócono na wykorzystanie materiałów bioaktywnych, do których należą między innymi bioaktywne szkła i szkło-ceramika. W obszarze kontaktu mają one zdolność wywołania specyficznej odpowiedzi biologicznej, która prowadzi do tworzenia trwałego wiązania pomiędzy tkanką i materiałem. Bioaktywność szkieł w dużej mierze zależy od ich składu chemicznego, procesu wytwarzania (proces wysokotemperaturowy lub zol-żel) oraz obróbki termicznej. Uwalniane z powierzchni szkła jony mogą wpływać na odpowiedź wewnątrz- i zewnątrzkomórkową. Jednoczesne aktywowanie odpowiednich genów osteoblastów prowadzi do ich proliferacji oraz produkcji macierzy zewnątrzkomórkowej. W opracowaniu przedstawiono podział ceramiki ze względu na sposób oddziaływania z tkankami, opisano mechanizm bioaktywności szkieł w kontakcie z płynem fizjologicznym, a także możliwości badania tego zjawiska w warunkach in vitro. Ponadto, dokonano porównania właściwości bioaktywnych szkieł wytwarzanych tradycyjną metodą topienia oraz metodą zol-żel.

EN

Ceramic materials are widely used in a variety of orthopaedic and dental applications. Over the last few years considerable attention has been directed towards the use of bioactive materials i.e. bioactive glasses and glass-ceramics. They have the ability to elicit a specific biological response at the interface of the material, which results in the formation of a bond between the tissues and the material. Bioactivity of glass mainly depends on the chemical composition, manufacturing process (melt and sol-gel derived glasses) and thermal treatment. The ions released from the glass surface can induce extracellular and intracellular response. Simultaneous activation of the numerous genes leads to proliferation of osteoblasts and expression of extracellular matrix components. The classification of ceramic materials based on the type of material-tissue interaction, the mechanism of glass bioactivity in physiological media, and the possibility of investigation of this phenomenon were presented. Furthermore, the properties comparison of melt-derived glasses and sol-gel-derived glasses was carried out.

9

Szkło-ceramika jako materiał przyszłości

Łączka K., Cholewa-Kowalska K., Wasylak J.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

400-404

PL

Efektywny sposób wzmocnienia szkła odbywa się poprzez kierowaną krystalizację, dzięki której otrzymuje się tworzywa szkło-ceramiczne bardziej wytrzymałe pod względem mechanicznym, chemicznym i termicznym od samego szkła. Proces krystalizacji polega na odpowiedniej obróbce termicznej w temperaturach pomiędzy temperaturą transformacji szkła a temperaturą likwidusu. W niniejszej pracy badania zostały ukierunkowane na otrzymanie tworzyw szkło-ceramicznych w układzie Li2O-Al2O3-SiO2 w postaci materiałów prawie przezroczystych (nano-szkło-ceramika), przeświecających i nieprzezroczystych. Stwarza to szerokie możliwości aplikacyjne dla takich wyrobów od zastosowania w budownictwie i gospodarstwie domowym, poprzez zastosowanie w rekonstrukcyjnej stomatologii estetycznej, aż do różnych, wytrzymałych mechanicznie, termicznie i chemicznie elementów urządzeń technicznych. Opracowano składy chemiczne szkieł wyjściowych o różnym stosunku podstawowych składników Li2O/Al2O3 i różnej zawartości krzemionki SiO2. W przypadku wytopionych szkieł przeprowadzono badania termiczne DTA i na tej podstawie wyznaczono parametry krystalizacji. Po przeprowadzeniu kierowanej krystalizacji scharakteryzowano otrzymane produkty pod względem składu fazowego i mikrostruktury. Stwierdzono, że głównymi fazami krystalizującymi w tworzywie jest dwu-krzemian litu Li2Si2O5 i glino-krzemiany litu. Wyznaczono zakresy temperaturowe, w których otrzymuje się tworzywa przezroczyste, prześwięcające i nieprzejrzyste i określono dla nich wytrzymałość mechaniczną oraz współczynniki rozszerzalności liniowej.

EN

An effective way to strengthen glass runs through the directed crystallization which yields glass-ceramics more durable in terms of mechanical, chemical and thermal properties than the original glass. The process of crystallization is composed of an appropriate heat treatment at temperatures between the glass transition and liquidus temperatures typically ranging from about 500 °C to about 1000 °C. In this paper, studies were directed to obtain nearly transparent (nano-glass-ceramics), translucent and opaque glass-ceramic materials in the Li2O-Al2O3-SiO2 system. This creates a wide range of possibilities for application of the products, starting from the construction industry and households, through the use in reconstructive cosmetic dentistry to various thermally and chemically resistant items of technical equipment. Chemical compositions of glasses have been developed with a varying output ratio of primary Li2O/Al2O3 ingredients and a different content of silica. Lenses were subjected to DTA thermal studies, and on this basis the parameters of crystallization were determined. After the directed crystallization, the resultant products were characterized in terms of phase composition and microstructure. It was found that two-Li2Si2O5 lithium silicate and lithium aluminosilicates are the main phases that crystallize in the material. Temperature ranges required to obtain the transparent, translucent and opaque glass-ceramic materials were determined. Mechanical strength and thermal expansion coefficients of these materials were measured.

10

Surowce odpadowe jako nukleatory krystalizacji stłuczki kineskopowej

Reben M., Wasylak J., Lisiecki M., Kuciński G., Kosmal M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

405-410

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę surowców odpadowych użytych jako nukleatory krystalizacji kineskopowej stłuczki szklanej. Do wytopu szkieł przygotowano zestawy stłuczki kineskopowej z różnymi rodzajami surowców odpadowych, tj. calsiglass, żużel wielkopiecowy i popiół fluidalny. Rodzaj przemian fazowych zachodzących w trakcie ogrzewania szkieł określono przy pomocy metody DTA. Celem wytworzenia materiałów typu szkło-ceramika szkła poddano obróbce termicznej w temperaturze krystalizacji. Materiały szkło-ceramiczne wytworzono również na drodze spiekania przygotowanych zestawów stłuczki kineskopowej z gresem i kaolinem. Rodzaj powstałych faz krystalicznych określono przy pomocy metod XRD i SEM. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono wpływ składu chemicznego surowców odpadowych na przemiany fizykochemiczne zachodzące w trakcie ogrzewania szkieł.

EN

The paper presents the characteristics of waste materials used as nucleating agents for crystallization of kinescope glass cullet. Glass batches containing kinescope glass cullet added with different kind of raw materials such as calsiglass, GGBF slag and FBC fly ash were prepared. Types of phase transformations that occur during heating each glass were determined by the DTA method. Glass-ceramics materials were prepared by thermal treatment of glasses at the crystallization temperature. Furthermore a series of sintered glass-ceramics was obtained from the batches containing the kinescope glass cullet mixed with Gres Porcellanato and kaolin clay, respectively. Crystalline phases were identified by XRD and SEM methods. The obtained results showed the influence of chemical composition of raw materials on physico-chemical changes occurring upon heating of glass.

11

Materiały szkło-ceramiczne z wykorzystaniem stłuczki kineskopowej

Reben M., Wasylak J., Zontek J., Kosmal M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

485-489

PL

W pracy przedstawiono badania dotyczące wpływu surowców odpadowych na charakter przemian fazowych zachodzących w trakcie ogrzewania szkieł zawierających stłuczkę kineskopową calsiglass, calumite oraz spodumen. Rodzaj przemian fazowych zachodzących w trakcie ogrzewania szkieł określono przy pomocy metody DTA. Celem wytworzenia materiałów typu szkło-ceramika, szkła poddano obróbce termicznej w temperaturze krystalizacji. Rodzaj powstałych faz krystalicznych określono przy pomocy metod XRD i SEM. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono wpływ składu chemicznego surowców odpadowych na przemiany fizykochemiczne zachodzące w trakcie ogrzewania szkieł, jak również zoptymalizowano proces topienia. Zbadano wpływ ilości poszczególnych surowców na właściwości fizykochemiczne szkło-ceramiki otrzymanej na drodze kierowanej krystalizacji szkła.

EN

The paper presents the results of a study focused on the influence of recycling materials on the nature of phase transformations, that take place during thermal treatment of glasses containing CRT cullet, calsiglass, calumite and spodumen. The type of the phase transformation was determined by DTA. To produce materials such as glass-ceramics, the basic glasses had been heat-treated at temperatures of maximum of crystallization peaks. The type of crystalline phases was determined by XRD and SEM. The obtained results enabled to establish the impact of chemical compositions of the waste materials on physicochemical changes occurring during the glass thermal treatment, and also to improve the melting process. Moreover, the effects of the amount of recycling materials on physicochemical properties of glass-ceramics obtained by glass directed crystallization were established.

12

Ceramika fosforanowa w immobilizacji odpadów radioaktywnych - przegląd literaturowy

Stoch P., Ciecińska M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

438-442

PL

Przemysł jądrowy generuje pewne ilości odpadów zanieczyszczonych pierwiastkami promieniotwórczymi. Wymagają one unieszkodliwiania przez immobilizację zawartych w nich pierwiastków radioaktywnych i toksycznych, co pozwala następnie na ich bezpieczne składowanie w składowiskach podziemnych. Obecnie immobilizację pierwiastków niebezpiecznych dokonuje się przez ich zamykanie w strukturze materiałów odpornych na czynniki zewnętrzne, którymi zwykle są materiały ceramiczne. Do zabezpieczania odpadów radioaktywnych, w Unii Europejskiej i na świecie, stosowane są szkła borokrzemianowe z układu SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O, które nadają się w bardzo ograniczonym zakresie do immobilizacji, często występujących w odpadach, soli (chlorki, siarczany) oraz pierwiastków metalicznych. Pojawił się ostatnio światowy trend, aby odpady takie zamykać w strukturze szkieł fosforanowych opartych na fosforanach żelaza i glinu, jako składnikach więźbotwórczych, i alkaliach, jako modyfikatorach więźby, z układów P2O5-FeO(Fe2O3)-Al2O3-R2O. Powstały również metody wprowadzania pierwiastków radioaktywnych do struktury krystalicznej substancji mineralnych drogą spiekania ich z odpadami. Pojawiła się również koncepcja zamykania odpadów w materiałach szkło-ceramicznych, w których składniki trudno rozpuszczalne w szkle zamykane są w fazie krystalicznej, a ta z kolei umieszczana jest w szklistej matrycy. Procesy te bywają określane ogólnie jako ceramizacja odpadów radioaktywnych. W pracy dokonano przeglądu stosowanych na świecie metod immobilizacji odpadów radioaktywnych przy wykorzystaniu ceramiki fosforanowej.

EN

Nuclear industry creates same quantities of wastes polluted with radionuclids. The wastes require to be neutralized by immobilization of the included radio and toxic elements, which allows to deposit them safely in geological repositories. Nowadays harmful elements are secured by closing them in ceramic structures that are proof for external factors. To immobilize nuclear waste in the UE and in the world, borosilicate glasses of SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O type are used. They can be used only in a limited way to immobilize wastes containing salts (e.g., chlorides, sulphates) and metallic elements. Such the wastes are trendy closed in a phosphate glass structure which is build of iron and alumina phosphates as network formers and alkalis as network modifiers. There were also investigated the methods of incorporation of radioactive elements into the crystal structure of minerals by sintering. An idea also appeared to immobilize nuclear wastes in glass-ceramic materials in that the elements of limited solubility in glass are closed in crystal phases that are placed in a glassy matrix. All of those processes are often called as the ceramization of radioactive wastes. In the work, a review of worldwide used methods of radioactive waste immobilization with phosphate ceramics is done.

13

Influence of turbine blade geometry on thickness of TBCs deposited by VPA and PS-PVD methods

Góral M, Sieniawski J., Pytel M., Masłyk M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2012

|

Vol. 54, nr 1

22-28

EN

Purpose: The authors presented in the article the influence of the jet engine turbine blade profile on the thickness and microstructure of thermal barrier coatings. Design/methodology/approach: The assessment of model blade made of ZS6K alloy used in the first stage of the turbine engine was performed. The diffusion aluminide coating as well as the thermal barrier coating were deposited on the blade surface with a use of the out of pack method. The zirconia stabilized by yttrium oxide coating was deposited by PS-PVD method The research was performed with a use of light- and scanning microscopy. Findings: It has been proven, that the thickest coating was found on the leading edge and trailing edge of the blade. In those places the coating thickness was approx. 20-30% larger than in the other areas on turbine blade. Research limitations/implications: The research was performed with a use of light- and scanning microscopy. Practical implications: The obtained results indicate that it is possible to create the thermal barrier coating by PS-PVD process on the first stage turbine blades of the aircraft engine. It indicates the possibility of application of this process in the industrial practice. Originality/value: The new method for TBC coating production were used.

14

Materiały szkło-ceramika na bazie InF3

Ślęzok M.

Szkło i Ceramika

|

2011

|

R. 62, nr 2

17-21

PL

Materiały typu szkło-ceramika łączą w sobie zalety ośrodka szklistego oraz cechy ośrodka krystalicznego. W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu opracowanie na bazie InF3 materiałów typu szkło-ceramika, zawierających w ich fazach krystalicznych pierwiastki aktywne (Pr (sup)+3 i Tm (sup)+3) o właściwościach pozwalających na użycie tych nowych produktów do budowy elementów optoelektronicznych. Określono technologiczne warunki tworzenia się faz krystalicznych, a także wyznaczono luminescencyjne charakterystyki powstałych materiałów.

EN

The glass-ceramic materials combine advantages of both vitreous centre and crystalline centre in which the environment of optically active element's ion is structurally organized. The aim of the research was to gain transparent glass-ceramic materials based on lnF3 with increased concentration of active elements (Pr (sup)+3 and Tm (sup)+3) in crystalline phase. The properties of obtained materials show that is possible to use them in optoelectronics. The technological conditions of crystallization are described. The luminescence characteristics of obtained materials are showed.

15

Amorficzno-krystaliczne materiały spiekane otrzymane na bazie drobnofrakcyjnych surowców odpadowych

Zawada A., Przerada I.

Szkło i Ceramika

|

2011

|

R. 62, nr 1

36-41

PL

W obecnych czasach ochronie środowiska poświęca się bardzo dużo uwagi. W krajach Unii Europejskiej, każdy zakład przemysłowy, w którym powstają odpady poprodukcyjne, zobowiązany jest do opracowania sposobu ich utylizacji. Dużym zagrożeniem dla naszego środowiska naturalnego stały się odpady komunalne. W większych miastach likwidację odpadów przeprowadza się w spalarniach, dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie ich początkowej objętości o kilkadziesiąt procent. W procesie wysokotemperaturowym tworzenia szkła, zawarte w żużlu toksyczne pierwiastki, zostają mocno związane w strukturze szkła i dzięki temu nie są już szkodliwe dla środowiska. W pracy przedstawiono koncepcję przeprowadzenia żużla ze spalarni odpadów komunalnych z udziałem drobnofrakcyjnej stłuczki szklanej w materiał szklano-krystaliczny oraz wstępnie oceniono wybrane właściwości tak powstałego produktu.

EN

Nowadays, environmental protection is given to a lot of attention. In the European Union, any industrial plant in which they arise post-production waste is required to develop a method of disposal. A major threat to our environment has become a waste. In larger cities, the decommissioning of waste incinerators is carried out, thus obtained reduced their initial volume by tens of percents. In the process of creating high-temperature glass, the slag contained toxic elements are closely related to the structure of glass and thus are no longer harmful to the environment. The paper presents the concept of carrying out the slag from municipal waste incinerator with the participation of small fractional cullet in the glass-crystalline material and preselected properties were evaluated as the resultant product.

16

Powłoki szklano-krystaliczne na bazie surowców odpadowych na powierzchnie materiałów ceramicznych

Zawada A., Przerada I.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 5

835-839

PL

W pracy zrealizowano wstępne badania szkła glinokrzemianowego, otrzymanego na bazie surowców odpadowych, w aspekcie zastosowania na szkliwo (powłokę) dla ceramicznych płytek okładzinowych. Analizie poddano zachowanie się powłoki szklanokrystalicznej w procesie zarysowania na scratch-testerze. Oceniono istotne dla mechanizmu zniszczenia parametry, takie jak: budowa wewnętrzna (skład fazowy, morfologia faz) oraz twardość. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, iż proponowane szkliwo cechuje się podobnymi właściwościami fizykochemicznymi jak powszechnie stosowane w produkcji płytek angoby spieczone. Zeszklona, o jedwabistym połysku powierzchnia szkliwa przypomina angobę, która często jest uznawana za zmętnione, niedopalone szkliwo, czy nawet bywa określana mianem "półszkliwa". Proponowana powłoka ma jednak większą twardość i równocześnie większą sprężystość, co wiąże się z lepszą odpornością na ścieranie - parametr szczególnie istotny dla powłok płytek podłogowych.

EN

The preliminary study was carried out of aluminosilicate glass, obtained on the basis of waste materials, in terms of application of the glaze (coating) for the cladding ceramic tiles. The behaviour of glass-ceramic coatings in the scratch process on the scratch tester has been analyzed. Rated important for the mechanism of destruction parameters such as: microstructure (phase composition, morphology of phases) and hardness. Based on the obtained results it was found, that proposed (suggested) glaze is characterized by a similar physicochemical properties, widely used in the manufacture of tiles engobes parched. Vitrified, a silky gloss enamel surface recalls engobes, which are often considered to be turbid, unburned enamel, or even sometimes described as " half-glass". However, the proposed coat has a higher hardness and higher elasticity, which is associated with improved abrasion resistance - particularly important parameter for coating of floor tiles.

17

Szkła dla immobilizacji odpadów radioaktywnych

Ciecińska M.

Szkło i Ceramika

|

2010

|

R. 61, nr 1

16-20

PL

Witryfikacja to obecnie najskuteczniejsza metoda immobilizacji odpadów radioaktywnych. Polega ona na zamykaniu pierwiastków szkodliwych w strukturze szkła. Przedmiot badań stanowią szkła z układów SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O oraz SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O-CaO do unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych. Jako modelowy odpad radioaktywny zastosowano cez. Przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości szkieł. Określono wpływ składu chemicznego, a szczególnie cezu na właściwości termiczne i odporność hydrolityczną szkieł. Łatwe wbudowywanie się cezu w strukturę testowanych szkieł umożliwia jego trwałe zamknięcie w matrycy szklistej.

EN

Vitrification is the most effective method for nuclear waste immobilization. Toxic elements are incorporated into glass structure. Glasses from the SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O and SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O-CaO systems for radioactive waste immobilization were studied. Cesium were used to simulate radioactive waste. Results of selected glass properties were presented. Changes of chemical composition especially cesium on thermal properties and hydrolytic resistance were obtained. Easy incorporation of cesium into the glass structure of the investigated glasses enables their stable encapsulation in glass matrix.

18

Szkła aktywowane mechanicznie do immobilizacji substancji szkodliwych

Ciecińska M., Stoch P.

Szkło i Ceramika

|

2010

|

R. 61, nr 6

26-30

PL

Witryfikacja to obecnie najbardziej efektywna metoda immobilizacji substancji szkodliwych. Pierwiastki toksyczne wbudowywane są w strukturę szkła. Obiecującym także sposobem unieszkodliwiania odpadów w postaci soli jest kapsułowanie, polegające na ich spiekaniu ze sproszkowanym szkłem. Dodatkowo przeprowadzona aktywacja mechaniczna szkieł prekursorów zwiększa ich reaktywność i ułatwia tym samym proces immobilizacji. Przedmiotem badań niniejszej pracy jest zastosowanie aktywowanych mechanicznie szkieł fosforanowych o zawartości P2O5 powyżej 50% mas. z układów P2O5 -Al2O3-N2O i P2O5-Al2O3-Na2O-Fe2O3 do kapsułowania odpadu w postaci CaCl2. Zbadane zostały właściwości spieków utworzonych z mieszanin modelowego odpadu CaCl2 z aktywowanym mechanicznie szkłem. Wykazano iż aktywacja mechaniczna zwiększa skłonność testowanych szkieł do krystalizacji. Stwierdzono również wysoką odporność hydrolityczną wytworzonych spieków. Uzyskane rezultaty potwierdziły iż zastosowanie aktywowanych mechanicznie szkieł do kapsułowania odpadów w postaci soli jest skuteczną metodą ich immobilizacji.

EN

Vitrification is the most effective method of the hazardous waste immobilization. Toxic elements are incorporated into glass structure. Encapsulation of waste in glassy matrix by sintering waste with grinded glass mixture is one of the effective method of salt waste immobilization. Mechanical treatment of precursor glass increase its reactivity and makes easier toxic elements immobilization. Encapsulation of chloride salt waste in mechanically activated phosphorous glasses (above 50 mas. % P2O5) from the P2O5-Al2O3-Na2O and P2O5-Al2O3-Na2O-Fe2O3 system were investigated. CaCl2 as a model salt waste was used, mixtured CaCl2 and activated glass powder were sintered and properties of sinters were studied. Mechanical treatment of all tested glasses increase its tendencies for crystallization. Measurement of leachability confirmed increase of the chemical durability of sinters. The obtained results showed that mechanically activation of glass increases waste loading capacity and effectiveness of salt waste encapsulation as method of its immobilization.

19

Szkło–ceramika dla immobilizacji odpadów szkodliwych

Ciecińska M., Stoch P.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 2

184-190

PL

Witryfikacja to obecnie najskuteczniejsza metoda immobilizacji odpadów radioaktywnych. Polega ona na zamykaniu pierwiastków szkodliwych w strukturze szkła. Przedmiot badań stanowią szkła z układów P2O5–Al2O3–R2O i P2O5-Al2O3-Fe2O3-R2O do immobilizacji odpadów w postaci soli. Jako metodę unieszkodliwiania wybrano wytwarzanie spieków mieszanin szkło-odpad. Modelową substancję odpadową stanowił CaCl2. Zbadano proces jego immobilizacji w trakcie spiekania ze szkłami zawierającymi powyżej 50% mas. P2O5. W efekcie przeprowadzonych eksperymentów określono właściwości uzyskanych szkieł i materiałów szkło–ceramicznych. Badania termiczne wykazały, iż wszystkie szkła wykazują zdolność do krystalizacji, przy czym intensywność tego procesu uwarunkowana jest ich składem chemicznym. Dodatek Fe2O3 do szkła zintensyfikował ten proces. Obróbka termiczna szkieł wywołuje wysoki stopień ich przekrystalizowania. Testy odporności hydrolitycznej spieków pozwoliły ustalić, że szkło zawierające w swym składzie Fe2O3 najskuteczniej wiąże odpad. Dodatkowo przeprowadzony proces witryfikacji wszystkich spieków obniżył do minimum wymywalność składników pochodzących z odpadów. Uzyskane wyniki badań pozwalają stwierdzić, że substancja odpadowa w postaci CaCl2 trwale zostaje związana w strukturze materiałów szkło–krystalicznych, co umożliwia jej skuteczną immobilizację.

EN

Vitrification is the most effective method for nuclear waste immobilization. Toxic elements are incorporated into the glass structure. Glasses from the P2O5–Al2O3–R2O and P2O5-Al2O3-Fe2O3-R2O systems were studied for the immobilization of salt waste. As a method of immobilization, sintering of glass–waste mixtures was chosen. CaCl2 was used to simulate the waste. The immobilization process of calcium ions was studied during sintering with glasses containing above 50wt.% P2O5. Properties of the glasses and glass–ceramic materials were determined. Thermal analysis showed that all glasses demonstrated the ability to crystallize. Intensity of this process depended on the chemical composition. The addition of Fe2O3 to glass increased this process. Thermal treatment caused high degree of crystallization of the studied glasses. According to the results of hydrolytic resistance tests, the glass sinters containing Fe2O3 are the most efficient for waste immobilization. Vitrification process of all the glasses reduced leachibility of waste components to a minimum. The studies showed that CaCl2 being a simulated waste was permanently encapsulated in the glass–ceramic materials, making possible their effective immobilization.

20

Investigations of thermal properties of glass-crystalline samples from CMAS system by the nondestructive photoacoustic method

Maliński M., Herman D., Okupski T., Chrobak Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 4

586-590

EN

The goal of investigations presented in this paper was to change the microstructure of a glass-crystalline material in order to improve its thermal diffusivity. Thermal diffusivity is an important thermo-physical parameter, which determinates the diffusion of heat through a sample. The paper presents results of nondestructive photoacoustic (PA) studies of this parameter for investigated ceramic material. The thermal diffusivity values are evaluated by the fitting of amplitude and phase theoretical characteristics to experimental data in a proposed PA model. The analysis of the data shows that the change of the microstructure of a glass-crystalline material successfully changes the thermal parameters of investigated ceramic material.

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było osiągnięcie zmiany mikrostruktury materiału szkło-krystalicznego poprawiającej jego dyfuzyjność cieplną. Dyfuzyjność cieplna jest ważnym parametrem termo-fizycznym, który charakteryzuje dyfuzję ciepła przez próbkę. Artykuł pokazuje wyniki nieniszczących badań fotoakustycznych (PA) tego parametru dla badanego materiału ceramicznego. Wartości dyfuzyjności cieplnej określane są w proponowanym modelu PA za pomocą dopasowania teoretycznych charakterystyk amplitudowej i fazowej do danych doświadczalnych. Analiza wyników pokazuje, że zmiana mikrostruktury materiału szkło-krystalicznego z powodzeniem zmienia właściwości parametrów cieplnych badanego materiału ceramicznego.