Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

LTCC glass-ceramics based on diopside/cordierite/Al2O3 for ultra-high frequency applications

Synkiewicz-Musialska Beata

Scientiae Radices

|

2023

|

Vol. 2, Iss. 2

190--201

EN

In this work, three glass-ceramic composites based on a commercial SiO2-B2O3-Al2O3-CaO-MgO glass and cordierite, diopside or Al2O3 were used for preparation of green tapes and low temperature cofired ceramics (LTCC) substrates. The thermal behavior, phase composition, microstructure and dielectric properties of the fabricated glass-ceramics were characterized using a heating microscope, thermal analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and time domain spectroscopy. The applicability of the developed materials for LTCC technology was demonstrated by the preparation of test multilayer substrates. The glass-ceramic substrates exhibit advantageous properties for ultra-high frequency LTCC applications, including low sintering temperatures of 900-980°C, good compatibility with commercial Ag and AgPd conductive pastes and a low dielectric permittivity of 3.5-7 at 1 THz.

2

The influence of the electrode material on the dielectric properties of PET films

Łowkis Bożena, Ziaja Jan, Kraft Aleksandra Anna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

58--61

EN

This paper presents the influence of the measuring electrode material on the dielectric properties of polyethylene terephthalate. We show that volume resistivity, surface resistivity, relative permittivity and the dielectric loss factor of PET films are a function of the electrode material used. We also evaluate the effect of thermal aging on the tested material parameters.

PL

Przedstawiono wpływ materiału elektrod pomiarowych na właściwości dielektryczne politereftalanu etylenu. Stwierdzono, że rezystywność skrośna, rezystywność powierzchniowa, względna przenikalność elektryczna oraz współczynnik strat dielektrycznych folii PET są funkcją zastosowanego materiału elektrod. Oceniono wpływ starzenia termicznego na badane parametry materiałowe.

3

Novel multicomponent functionalized biopolymers with enhanced thermal and dielectric properties

Rani Sanjeeta, Ali Syed Kashif, Kumar Pawan, Anugrah Kunwar Sugam, Saya Laishram, Gambhir Geetu, Gautam Drashya, Hooda Sunita, Verma Manisha

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 7-8

386--395

EN

A new functionalized biopolymer was obtained by modifying chitin using ethylenediaminetetraacetic acid and magnetite nanoparticles (Fe3O4). Thermogravimetric analysis was performed, and dielectric properties were examined. The obtained biopolymer showed better thermal stability, as evidenced by a higher onset temperature. The activation energy calculated using imaginary impedance data and Nyquist plots was found to be consistent. Moreover, the dielectric permittivity decreased rapidly with increasing frequency. At high frequencies, there was no dependence of dielectric loss on temperature and frequency. The obtained biopolymer can be used in many applications such as microwave devices, deflection yoke, high-frequency capacitors, sensors, etc.

PL

Otrzymano nowy funkcjonalizowany biopolimer poprzez modyfikację chityny przy użyciu kwasu etylenodiaminotetraoctowego i nanocząstek magnetytu (Fe3O4). Przeprowadzono analizę termograwimetryczną i zbadano właściwości dielektryczne. Otrzymany biopolimer wykazywał lepszą stabilność termiczną, o czym świadczyła wyższa temperatura początku rozkładu. Wykazano zgodność energii aktywacji obliczonej z wykorzystaniem danych dotyczących urojonej impedancji oraz na podstawie wykresów Nyquista. Przenikalność dielektryczna zmniejszała się gwałtownie wraz ze wzrostem częstotliwości. Przy wysokich częstotliwościach nie stwierdzono zależności stratności dielektrycznej od temperatury i częstotliwości. Otrzymany biopolimer można wykorzystać w wielu zastosowaniach, takich jak urządzenia mikrofalowe, jarzmo odchylające, kondensatory wysokiej częstotliwości, czujniki itp.

4

Study on the Electromagnetic and Mechanical Properties of Coated Composites

Liu Yuanjun, Wang Huanhuan, Zhang Yiqu, Wang Xichen, Yin Guang, Han Xiaohui, Niu Jiarong

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2020

|

Vol. 28, no. 6 (144)

89--97

EN

In this paper, a single-layer coated composite was prepared using PU2540 polyurethane as the matrix, nickel powder as the wave-absorbing functional particle, and coating technology on plain cotton fabric. The influence of the content of nickel powder on the dielectric properties (the real and imaginary parts and the loss tangent value), the shielding effectiveness and the mechanical properties was studied adopting the method of controlling variables. The result showed that when the content of nickel powder was 0~20% and that of nickel powder relative to that of polyurethane was 20%, the real and imaginary parts of the dielectric constant of the coating were the largest, and its polarising and loss ability with respect to electromagnetic waves were the strongest; when the content of nickel powder relative to that of polyurethane was 15%, the loss tangent value of the coating was the largest, and its absorption and attenuation ability with respect to electromagnetic waves was the strongest. When the values of the coating thickness were at 0.5~2 mm, the real and imaginary parts of the dielectric constant of the coating with a thickness of 1 mm were the largest, and the polarising and loss ability with respect to electromagnetic waves were the strongest. When the loss tangent value and the shielding-attenuation value of the coating with a thickness of 2 mm were the largest, the absorbing-attenuation and shielding-attenuation ability with respect to electromagnetic waves were the strongest.

PL

W pracy wykonano jednowarstwowy kompozyt powlekany z poliuretanu PU2540 jako matrycy i proszku niklowego jako cząstki funkcjonalnej pochłaniającej fale. Przyjmując metodę regulacji zmiennych zbadano wpływ zawartości proszku niklowego na właściwości dielektryczne (części rzeczywiste i urojone oraz wartość stycznej strat) i skuteczność ekranowania oraz właściwości mechaniczne. Wyniki pokazały, że w przypadku zawartości proszku niklu w stosunku do zawartości poliuretanu wynoszącej 20%, rzeczywiste i urojone części stałej dielektrycznej powłoki były największe, a jej polaryzacja w odniesieniu do fal elektromagnetycznych była najsilniejsza. Gdy zawartość proszku niklu w stosunku do poliuretanu wynosiła 15%, wartość stycznej straty powłoki była największa, a jej zdolność pochłaniania i tłumienia fal elektromagnetycznych była największa. Gdy wartości grubości powłoki wynosiły 0,5~2 mm, rzeczywiste i urojone części stałej dielektrycznej powłoki o grubości 1 mm były największe, a polaryzacja w odniesieniu do fal elektromagnetycznych była najsilniejsza. Gdy wartość styczna strat i wartość tłumienia ekranowania powłoki o grubości 2 mm były największe, to zdolność tłumienia absorpcji i tłumienia ekranowania fal elektromagnetycznych była najsilniejsza.

5

Influence of Wave-Absorbing Functional Particles on the Electromagnetic Properties and Mechanical Properties of Coated Composites for Nickel Powders

Liu Yuanjun, Wang Yi, Wu Xiang, Zhang Lulu, Niu Jiarong

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2020

|

Vol. 28, no. 5 (143)

75--81

EN

In this subject, a single-layer coated composite for nickel powders was prepared using PU2540 polyurethane as the matrix, nickel powder as the wave-absorbing functional particle, and coating technology on plain cotton fabric. The influence of wave-absorbing functional particles on the dielectric, shielding effectiveness and mechanical properties of the single-layer coated composite for nickel powders was mainly analysed and compared. Results showed that the real and imaginary parts and loss tangent of the dielectric constant were all the largest when the iron powder was mixed with the nickel powder, and its polarizing ability, loss ability and attenuation ability with respect to electromagnetic waves were all the maximum. When the graphene was mixed with the nickel powder, the shielding attenuation ability with respect to electromagnetic waves was the best.

PL

W ramach pracy przygotowano jednowarstwowy kompozyt powlekany żywicą poliuretanową zawierającą proszek niklu. Do przygotowania kompozytów użyto poliuretanu PU2540 jako matrycy i proszku niklu jako absorbującej fale cząstki funkcjonalnej oraz zastosowano technologię powlekania na gładkiej tkaninie bawełnianej. Przeanalizowano i porównano głównie wpływ absorbujących fale funkcjonalnych cząstek na dielektryk, skuteczność ekranowania i właściwości mechaniczne jednowarstwowego powlekanego kompozytu. Wyniki pokazały, że rzeczywiste i urojone części oraz styczna strat stałej dielektrycznej były największe, gdy proszek żelaza został zmieszany z proszkiem niklu, a jego zdolność polaryzacyjna, zdolność do strat i zdolność tłumienia fal elektromagnetycznych były maksymalne. Gdy grafen został zmieszany z proszkiem niklu, zdolność tłumienia ekranowania fal elektromagnetycznych była najlepsza.

6

Structural and electrical properties of Nb-doped Bi7Ti4.5W0.5O21 intergrowth piezoelectric ceramics

Zhuang Junsheng, Jiang Xiangping, Chen Chao, Jiang Xingan, Huang Xiaokun, Nie Xin, Jiang Yujian

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 4

341--349

EN

New layer-structured lead-free piezoelectric ceramics Bi7Ti4.5-xW0.5NbxO21 (BTW-BIT-xNb) (0.00 ≤ x ≤ 0.50) with high Curie temperature TC (up to 690 ℃) have great potential for high temperature applications. However, this material system receives far less attention by researchers due to its poor piezoelectric performance. In the present study, the crystal structure, microstructure and electrical properties of samples with different content of Nb were studied detailedly. The structural characterization by XRD patterns Rietveld refinements and Raman scattering analysis shows that Nb5+ substituted for B-site Ti4+ ion located in the pseudo perovskite blocks and enhanced the orthorhombic distortion, leading to the increasing Curie temperature in the range of 692-762 ℃. The substitution of Nb5+ for Ti4+ acts as donor doping, which effectually reduces the amount of oxygen vacancies, and consequently lowers dielectric loss tgδ. The piezoelectric properties of Nb-doped samples were improved with a maximum piezoelectric constant d33 of 14.3 pC/N obtained in BTW-BIT-0.05Nb sample, which is approximately double that of pure BTW-BIT (~7.3 pC/N). Above results reveal that Nb doped BTW-BIT ceramic system overcomes the difficult coordination between piezoelectric performances and Curie temperature, and realizes the common enhancement of piezoelectric performances and Curie temperature, which is of great value for promoting the practical application of high-temperature piezoelectric ceramics

PL

Nowa bezołowiowa ceramika piezoelektryczna o strukturze warstwowej Bi7Ti4,5-xW0,5NbxO21 (BTW-BIT-xNb) (0,00 ≤ x ≤ 0,50) z wysoką temperaturą Curie TC (do 690 ℃) ma ogromny potencjał do zastosowań w wysokich temperaturach. Jednak ten system materiałowy cieszy się znacznie mniejszym zainteresowaniem ze względu na słabą wydajność piezoelektryczną. W niniejszym badaniu szczegółowo zbadano strukturę krystaliczną, mikrostrukturę i właściwości elektryczne próbek o różnej zawartości Nb. Charakterystyka strukturalna za pomocą analizy Rietvelda dyfraktogramów rentgenowskich i analiza rozpraszania Ramana pokazują, że Nb5+ zastąpił jon Ti4+ w miejscu B znajdujący się w blokach pseudoperowskitu i zwiększył zniekształcenie rombowe, prowadząc do wzrostu temperatury Curie w zakresie 692-762 ℃. Zastąpienie Ti4+ przez Nb5+ działa jak domieszkowanie donorowe, co skutecznie zmniejsza ilość wakancji tlenowych, a tym samym obniża straty dielektryczne tanδ. Właściwości piezoelektryczne próbek domieszkowanych Nb zostały poprawione dzięki maksymalnej stałej piezoelektrycznej d33 wynoszącej 14,3 pC/N, uzyskanej w próbce BTW-BIT-0,05Nb, która jest w przybliżeniu dwukrotnie większa niż czystej BTW-BIT (~7,3 pC/N). Powyższe wyniki pokazują, że system ceramiczny BTW-BIT z domieszką Nb przezwycięża trudne koordynowanie wydajności piezoelektrycznej z temperaturą Curie i realizuje równoczesne polepszenie właściwości piezoelektrycznych i temperatury Curie, co ma wielkie znaczenie dla promowania praktycznego zastosowania wysokotemperaturowej ceramiki piezoelektrycznej

7

Investigation into the Dielectric Properties of Polypyrrole Coated Fabrics Composites

Ge Chuanbing, Liu Yuanjun, Qian Xiaoming, Zhao Xiaoming

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 5 (137)

75--81

EN

Flexible polypyrrole coated fabric composites with good dielectric properties were produced using pyrrole as a monomer by in-situ polymerisation on polyester fabric. Initially, the influence of the pyrrole concentration, temperature and time on the dielectric constant of the real and imaginary parts, the loss tangent, and the surface resistance of the composites were investigated. Subsequently, exterior morphologies was analysed. The results show that the pyrrole concentration, the reaction temperature and time had a significant influence on the real and imaginary parts of the dielectric constant, the loss tangent, and the surface resistance of the composites. The polypyrrole composites produced show good performance in terms of dielectric properties and electrical conductivity.In the 0-106 Hz frequency range, the values of the real and imaginary parts of the dielectric constant of the 0.8mol/L group are both at their largest. Moreover, the value of the surface resistance of the 0.8 mol/L group is at its smallest, and the value of the surface resistance of the 0.2 mol/L group is at its largest, which is 12 times the value given by the 0.8mol/L group.Values of the real and imaginary parts of the dielectric constant, and the loss tangent for the experimental group produced by polymerisation at ambient temperature are at their largest, which is superior to the other groups. The value of the surface resistance for the experimental group produced at ambient temperature is at its smallest and the electrical conductivity is at its strongest; the higher the reaction temperature, the larger the value of the resistance. The various dielectric properties of the 150 min group are better than for the other groups.

PL

W pracy wytworzono kompozyty z elastycznych tkanin powlekanych polipirolem. Oceniono właściwości dielektryczne wytworzonych tkanin. Badano wpływ stężenia pirolu, temperatury i czasu na stałą dielektryczną i odporność powierzchni kompozytów. Następnie przeanalizowano morfologię zewnętrzną. Wyniki pokazały, że stężenie pirolu, temperatura i czas reakcji miały znaczący wpływ na stałą dielektryczną i odporność powierzchni kompozytów. Wytworzone kompozyty wykazywały dobrą wydajność pod względem właściwości dielektrycznych i przewodności elektrycznej. W zakresie częstotliwości 0-106 Hz wartości stałej dielektrycznej dla stężenia polipirolu 0,8 mola/l były największe. Wartość rezystancji powierzchniowej dla stężenia polipirolu 0,8 mol/l była najmniejsza, a wartości rezystancji powierzchniowej dla stężenia polipirolu 0,2 mol/l były największe, co stanowiło 12-krotność wartości podanej dla stężenia polipirolu 0,8 mola/l. Dla próbki wytworzonej przez polimeryzację w temperaturze otoczenia wartości stałej dielektrycznej były największe, natomiast wartość rezystancji powierzchniowej była najmniejsza, a przewodność elektryczna najsilniejsza. Stwierdzono, że im wyższa temperatura reakcji, tym większa wartość oporu. Różne właściwości dielektryczne próbki uzyskanej z czasem reakcji 150 min były lepsze od innych grup.

8

Prediction of Electric Permittivity of Threads in Woven Fabric

Leśnikowski J.

Autex Research Journal

|

2018

|

Vol. 18, no. 1

80--85

EN

In the article, a new method for the estimation of electric permittivity of threads (filaments) was presented. The proposed recursive method is based on the results of computer simulation of 3D model of transmission stripline. This model contains a model of flat fabric having threads, with which electric permittivity should be determined. The described procedure uses the method proposed by Barry to obtain permittivity of flat fabric from the so-called s parameters of the simulated stripline. In the proposed method, the permittivity of the flat fabric obtained from simulation is compared with the measured value of permittivity of real flat fabric in order to estimate the threads’ permittivity. This comparison is needed to obtain the electric permittivity of threads forming this fabric. The article also presents examples of the obtained values of threads’ permittivity and discussion about the accuracy of the method. The presented method will be useful in situations where the knowledge of permittivity of threads is necessary in the conducted research.

9

Właściwości dielektryczne materiałów ceramicznych otrzymanych na bazie TiO2

Bąk W., Dulian P., Garbarz-Glos B., Żukowski W., Kajtoch C.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

370--373

PL

Domieszkowane jonami donorowymi (Nb5+, V5+) i akceptorowymi (In3+) próbki TiO2 (rutyl) otrzymano konwencjonalną metodą reakcji w stanie stałym. Strukturę badanych próbek scharakteryzowano przy pomocy analizy XRD. Właściwości dielektryczne próbek zbadano w zakresie temperatur od -100 stopni C do 200 stopni C przy pomocy szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej w zakresie częstotliwości pola elektrycznego od 0,1 Hz do 10 MHz. Analiza zależności temperaturowych przenikalności dielektrycznej, przewodnictwa i modułu elektrycznego dostarczyła nowych informacji na temat właściwości fizycznych badanych materiałów ceramicznych.

EN

Doped with donor (Nb5+, V5+) and acceptor (In3+) ions TiO2 (rutile) was obtained by the conventional solid state reaction method. The structure of the investigated samples was characterised by X-ray diffraction (XRD). The dielectric properties of the samples at the temperature ranging from -100 C to 200 C was studied by means of the broadband dielectric spectroscopy method at the frequency ranging from 0,1 Hz to 10 MHz. An analysis of the temperature dependences of dielectric permittivity, electric modulus and conductivity provided new details about the physical properties of the ceramic samples.

10

Technologia i podstawowe właściwości wieloskładnikowej ceramiki na bazie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 syntezowanej metodą zol-żel

Bochenek D., Niemiec P., Osiński M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

90--96

PL

Celem pracy było otrzymanie wieloskładnikowej ceramiki typu PZT domieszkowanej chromem, tantalem i manganem, wykorzystując mokrą metodę chemiczną zol-żelową. Proces technologiczny otrzymywania ceramiki składał się z kilku etapów. W pierwszym etapie ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 otrzymano w wyniku syntezy zol–żelowej, a następnie w drugim etapie do bazowego składu wprowadzono domieszki w postaci tlenków chromu (w ilości 0,15% wag.), tantalu (w ilości 0,03% wag.) oraz manganu (w ilościach 0,5% wag. lub 1,0% wag.). Syntezowanie poszczególnych składników przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, natomiast spiekanie zsyntezowanego materiału przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: spiekaniem swobodnym (FS) i metodą jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP). Przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, homogeniczności składu (EDS) oraz podstawowych właściwości ferroelektrycznych i dielektrycznych. Badania wykazały, że wielopierwiastkowe modyfikowanie podstawowego składu Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 domieszkami tlenków chromu, tantalu i manganu poprawia parametry użytkowe otrzymanych materiałów. Natomiast zastosowanie w procesie technologicznym metody jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP) pozwala uzyskać próbki o jednorodnej drobnoziarnistej mikrostrukturze z większymi wartościami maksymalnej przenikalności elektrycznej. Wieloskładnikowe materiały typu PZT o tego typu właściwościach mogą znaleźć zastosowania w mikroelektronice i mikromechatronice do budowy wysokoczęstotliwościowych przetworników piezoelektrycznych.

EN

The aim of this work was to obtain multicomponent PZT-type ceramics doped with chromium, tantalum and manganese oxides. A technological process of obtaining the ceramics consisted of several stages. In the first step, the Pb(Zr0.75Ti0.25)O3 ceramic powder was synthesized by a sol-gel method, and in the second one, an admixture of chromium (0.15 wt.%), tantalum (0.03 wt.%) and manganese (0.5 wt.% or 1.0 wt.%) oxides was introduced to the base composition. The synthesis of individual components was performed by a solid phase reaction, and the sintering process was carried out by two methods: free sintering (FS) and hot uniaxial pressing (HUP). Microstructural studies, X-ray diffraction phase analysis, studies of the material homogeneity (EDS), and the basic ferroelectric and dielectric properties were carried out. The studies have shown that the multi-elemental modification of the basic composition of Pb(Zr0.75Ti0.25)O3 by the admixtures of chromium, tantalum and manganese oxides improve the performance of the obtained ceramics. The application of the hot uniaxial pressing method (HUP) in the technological process allows obtaining a sample with the homogeneous fine-grained microstructure and higher values of the maximum dielectric permittivity. The multicomponent PZT-based materials with that type of properties can be used in microelectronics and micromechatronics to build high-frequency piezoelectric transducers.

11

Podstawowe właściwości ceramiki PFN domieszkowanej potasem

Bochenek D., Niemiec P., Cieplik B.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 1

9--13

PL

W pracy metodą jednoetapowej syntezy otrzymano ceramikę PFN, którą poddano modyfikowaniu potasem w ilości 1,0%, 2,0%, 3,0%, 4,0% i 6,0% mol. Przeprowadzono badania wpływu domieszki potasu na strukturę krystaliczną, mikrostrukturę i podstawowe właściwości ceramiki PFN. Wykazano, że hetrowalencyjne domieszkowanie PFN potasem w ilości od 2,0% mol. do 4,0% mol. wpływa pozytywnie na gęstość i jednorodność mikrostruktury ceramicznych próbek. Domieszka potasu w takiej ilości przyczynia się do ograniczenia powstawania nieferroelektrycznej fazy pirochlorowej podczas procesu technologicznego. Badania dielektryczne domieszkowanych składów wykazały, że potas wywołuje spadek wartości maksymalnej przenikalności elektrycznej i zmniejsza nieznacznie stopień rozmycia przemiany fazowej. Zwiększeniu ulegają także straty dielektryczne oraz przewodnictwo elektryczne. Nie zaobserwowano jednoznacznej tendencji wpływu wprowadzanej domieszki potasu na podstawowe parametry ceramiki PFN.

EN

In the work, PFN ceramics were obtained by a one-step synthesis. The ceramics were modified with the help of potassium incorporated in an amount of 1.0%, 2.0%, 3.0%, 4.0% and 6.0 mol%. Effects of the potassium dopant on the crystal structure, microstructure and main properties of the PFN ceramics were studied. It has been shown that the heterovalence doping of PFN by the potassium in the amount of 2.0-4.0 mol%. had a positive effect on the density and microstructural homogeneity of the ceramic samples. Such a potassium admixture limited the formation of the non-ferroelectric (pirochlore) phase during the technological process. Measurements of dielectric properties of the doped compositions have shown that potassium causes a decrease of the maximum permittivity and reduces slightly the degree of blur of the phase transition. There is also an increase in the dielectric loss and electrical conductivity. There was no a clear trend in the effect of the incorporated potassium additive on the basic parameters of the PFN ceramics.

12

Materiały piezoelektryczne wytwarzane w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Staszewski M., Czepelak M., Kamińska M., Ślusarek A., Lis M., Osadnik M., Bilewska K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 3

127--135

PL

Opracowano procedury wytwarzania materiałów piezoelektrycznych przeznaczone do zastosowania w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach opierając się na posiadanej bazie sprzętowej. Otrzymane materiały to seria spieków na osnowie perowskitu Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), które po naniesieniu elektrod i spolaryzowaniu przetestowano w charakterze transformatorów w elektronicznym układzie pomiarowym. Stwierdzono, że materiały wykonane według proponowanych procedur cechują się zarówno właściwymi parametrami strukturalnymi i fizycznymi, jak też dobrymi właściwościami użytkowymi, w tym wysoką sprawnością. Mogą one zatem służyć do wytwarzania urządzeń elektronicznych, takich jak transformatory, przetwornice elektryczne, rezonatory itp.

EN

Procedures for manufacturing of piezoelectric materials, applicable in the Institute of Non-ferrous Metals in Gliwice with the use of installed equipment, are elaborated. Manufactured materials are the series of sinters based on Pb(Zr,Ti)O3 perovskite (PZT), which after application of electrodes and after polarization are tested as transformers in the electronic measuring system. It has been found that the materials made according to the proposed procedures, have the appropriate structural and physical parameters as well as good utility properties, including their high efficiency. Therefore, they may be used for production of electronic devices such as transformers, electric converters, resonators etc.

13

Effect of selected vegetable oils on the properties of acrylonitrile-butadiene rubber vulcanizates

Khalaf A. I., Ward A. A., Abd El-Kader A. E., El-Sabbagh S. H.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 1

43—56

EN

In this study, we study if vegetable oils such as olive and orange oil, which are natural products devoid of any toxic effects, can function as multipurpose additives (processing aids, plasticizers and antioxidants) in acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) containing 20 phr of carbon black (HAF). Dioctyl phthalate (DOP) and polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (TMQ) were used as a reference plasticizer and antioxidant respectively. Rheometric and swelling characteristics were studied. The mechanical and dielectric properties before and after thermo-oxidative aging for different time periods up to 264 h at 100 °C were also studied. The physico-mechanical results indicated that olive and orange oils impart good mechanical properties to NBR vulcanizates. Furthermore, they improve aging resistance and increase hardness. Dielectric relaxation spectra were used to study the relaxation behavior of these samples as function of frequency (0.1 Hz to 5 MHz) at different temperatures. The obtained data were interpreted on the basis of electrode polarization and provide evidence that the recorded relaxation phenomena include contributions from both the polymeric matrix and the presence of the reinforcing phase. According to the available mechanical and electrical results, it is suggested that olive and orange oils may be used as multipurpose additives in nitrile rubber.

PL

Badano możliwość zastosowania naturalnych, nietoksycznych olejów roślinnych — oleju z oliwek i oleju z pomarańczy — jako wielofunkcyjnych dodatków (substancji pomocniczych, plastyfikatorów, przeciwutleniaczy) do kauczuku akrylonitrylo-butadienowego (NBR), zawierającego 20 phr sadzy węglowej (HAF). Porównawczo, w kompozycjach użyto ftalanu dioktylu (DOP) i polimeryzowanej 2,2,4-trimetylo-1,2-dihydrohinoliny w charakterze, odpowiednio, plastyfikatora i przeciwutleniacza. Wyznaczono charakterystykę reometryczną i pęcznienia próbek wytworzonych wulkanizatów, ponadto badano ich mechaniczne oraz dielektryczne właściwości przed i po starzeniu termiczno-oksydacyjnym wciągu 264 hw temp. 100 °C. Wyniki wykazały, że oleje oliwkowy i pomarańczowy korzystnie poprawiają właściwości fizyko-mechaniczne wulkanizatów NBR, ponadto zwiększają odporność na starzenie oraz twardość. Na podstawie polaryzacji elektrodowej oceniono też przebieg procesu relaksacji wytworzonych próbek w funkcji częstotliwości (od 0,1 Hz do 5 MHz) w różnej temperaturze. Stwierdzono, że obserwowane procesy relaksacyjne dotyczą zarówno matrycy polimerowej, jak i składników wzmocnienia.

14

Niekonwencjonalne układy z udziałem EPDM do zastosowań technicznych

Piesowicz E., Irska I., Rosłaniec Z.

Elastomery

|

2015

|

T. 19, nr 2

18--23

PL

Na podstawie kauczuku EPDM przygotowano mieszanki o zmiennej zawartości sadzy półaktywnej oraz zmiękczaczy: oleju parafinowego i chloroparafiny. Zbadano właściwości mechaniczne uzyskanych wulkanizatów: twardość, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu. Układy o najkorzystniejszych właściwościach poddano przyspieszonym badaniom starzeniowym. Na podstawie pomiarów współczynnika strat dielektrycznych oraz przenikalności dielektrycznej względnej dokonano oceny badanych układów pod względem ich przydatności jako materiałów izolacyjnych w elementach konstrukcyjnych sieci trakcyjnych kolejowych i tramwajowych. Niekonwencjonalne zastosowanie polarnego plastyfikatora (chloroparafiny) do niepolarnego kauczuku (EPDM) wywołało jego dyfuzję na powierzchnię izolacji. Takie rozwiązanie zapewnia dodatkowe uszczelnienie pomiędzy izolacją gumową a prętem zawieszeniowym. Dyfundujący plastyfikator pełni funkcję dobrego odtwarzalnego zabezpieczenia przed działaniem czynników klimatycznych.

EN

Rubber compounds based on EPDM rubber with different content of carbon black and plasticizers: paraffin oil and chloroparaffin were obtained. Mechanical properties (hardness, tensile strength and elongation at break) of obtained vulcanizates were studied. The most promising systems were exposed to accelerated ageing tests. On the basis of dielectric loss and relative dielectric permittivity measurement tested systems were evaluated in the context of their use as insulating materials for railway and tram traction drive construction. Unconventional introduction of polar plasticizer (chloroparaffin) to the non-polar rubber (EPDM) induce its diffusion to the insulation surface. This provides additional sealing between insulation and suspension rod. Plasticizer diffusion is reproducible and act as good protection against the harmful effects of climate.

15

Właściwości dielektryczne poliestrowej żywicy nasycającej modyfikowanej nanocząstkami przewodzącymi

Górnicka B., Górecki L., Gryzło K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 10

90-93

PL

W artykule przedstawiono właściwości dielektryczne żywicy poliestrowej nasycającej modyfikowanej nanocząstkami srebra w ilości od 0,2% do 6,1%w. Stwierdzono, że w 23ºC przy niższych zawartościach Ag rezystywność rośnie (efekt blokady kulombowskiej). Natomiast dla wersji z 6,1% nanosrebra występuje wyraźne obniżenie rezystywności, wytrzymałości elektrycznej i odporności na wyładowania niezupełne w 180ºC. Z kolei wprowadzenie tylko 0,2% nanokrzemionki do wersji zawierającej 6,1% Ag powoduje wyraźną poprawę właściwości dielektrycznych.

EN

This paper presents the dielectric properties of the impregnating polyester resin that contains various amount of silver nanoparticles (from 0.2% to 6.1% wt). It was found that at 23°C with lower contents of Ag resistivity increases (Coulomb blockade effect). However, for nanocomposite with 6.1% nanosilver a clear decrease in resistivity, dielectric strength and resistance to partial discharges at 180ºC is observed. In turn, introducing a small amount of silica to the resin containing 6.1% wt. Ag causes a marked improvement in dielectric properties.

16

A New Microwave Ceramic – Polymer Composite with 0-3 Connectivity

Czekaj D., Micior J., Lisińska-Czekaj A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

231--235

EN

Goal of the present research was to fabricate and study two-phase BiNbO4 //PVDF composites with 0-3 connectivity. Such composite consists of there-dimensionally connected polymer matrix loaded with dielectric ceramic particles. In the present case BiNbO4 powder acted as an active phase (dispersed phase) whereas polyvinylidene fluoride (PVDF) acted as a non-active (passive) phase (matrix). BiNbO4 //PVDF composites with the volume fraction of the ceramic phase cν =2, 4, 6, 8, 10, 16 and 20 vol. % were prepared. Average grain size of BiNbO4 powder was =1.86 μm. It was found that BiNbO4 powder exhibited orthorhombic symmetry with Pnna (52) space group and PVDF polymer powder was α-phase. Minimum of dielectric losses at room temperature were found within the frequency range Δν =103 -104 Hz. It was found that composite with cv =10% of ceramic powder exhibited lower values of dielectric permittivity.

PL

Celem niniejszej pracy było wytworzenie i zbadanie wybranych właściwości kompozytu dwufazowego BiNbO4 //PVDF o sposobie łączenia faz 0-3. Taki kompozyt zbudowany jest z trójwymiarowo połączonej osnowy polimerowej wypełnionej dielektrycznymi cząsteczkami ceramicznymi. W badanym kompozycie proszek BiNbO4 pełnił rolę aktywnej fazy dielektrycz- nej (faza rozproszona), podczas gdy poli(fluorek winylidenu) (PVDF) pełnił rolę fazy nieaktywnej (osnowy). W toku pracy przygotowano kompozyty BiNbO4/PVDF o zawartości fazy ceramicznej cν =2, 4. 6, 8. 10. 16 i 20% i średnim rozmiarze cząsteczek dyspergowanych =1.86 μm. Stwierdzono, że ceramika BiNbO4 wykazuje symetrię rombową Pnna(52) nato- miast wykorzystany polimer krystalizował w fazie α. Badanie właściwości dielektrycznych w temperaturze pokojowej pozwoliło określić zakres częstotliwości Δν = 103 -104 Hz, którym występuje minimum strat dielektrycznych. Stwierdzono, że kompozyt zawierający cv =10% proszku BiNbO4 wykazuje najmniejsze wartości przenikalności elektrycznej.

17

Curing conditions and dielectric observation of an epoxy system based on Epidian 6

Włodarska M., Skurpel B

Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology

|

2013

|

Vol. 34

49--56

EN

In this work the dielectric properties and curing conditions of a selected epoxy resin are presented. The curing system consists of Epidian 6 with DDM amine. In the first step, optimal curing conditions were determined for different amine concentrations in the mixture. It is shown on a diagram, how the properties of the cured matrix depend on the percentage concentration of the curing agent. Dielectric measurements were carried out for two concentrations – 10% and 16% – both in the course of curing and for the final product. Significant differences in the dielectric responses were observed as a result of different conversion levels in the obtained resins.

PL

W pracy przedstawiono właściwości dielektryczne oraz warunki sieciowania dla wybranej żywicy epoksydowej. Badany układ zawierał Epidian 6 oraz aminę DDM. W pierwszym kroku określono optymalne warunki sieciowania dla różnej procentowej zawartości aminy w mieszaninie. Na diagramie pokazano, jak właściwości usieciowanej matrycy zależą od procentowej zawartości utwardzacza. Pomiary dielektryczne wykonano dla dwóch mieszanin o zawartości 10% i 16% wagowych DDM podczas sieciowania, jak i po usieciowaniu. Zaobserwowano znaczące różnice w odpowiedzi dielektrycznej, co było wynikiem różnego stopnia utwardzenia badanej żywicy.

18

Basic properties of lead-zirconate-titanate ceramics at morphotropic boundary

Czekaj D., Bućko M.M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

50--54

EN

Investigations into lead zirconate-titanate (PZT) ceramics with the chemical composition from the morphotropic region are reviewed. It is shown that to improve the properties of the basic PZT ceramic material almost always a dopant, modifier, or other composition in the solid solution is included. In order to achieve the appropriate set of properties more than one type of additive (donor, acceptor or isovalent) is included to the given chemical composition. It is indicated that PZT ceramics exhibits high sensitivity to technological conditions, temperature and electric field applied. Quality of ceramics can be checked by means of structural analysis and thus temperature dependencies of electrophysical parameters of PZT-type ceramics and their changes caused by changes of PbTiO3 content in PZT-type solid solution can be explained.

PL

Praca przedstawia syntetyczną analizę właściwości cyrkonianu-tytanianu ołowiu (PZT) w zakresie składów chemicznych odpowiadających przemianie morfotropowej. Wykazano, że praktycznie w każdym przypadku poprawa właściwości PZT związana jest z modyfikacja strukturalną spowodowaną obecnością domieszki i utworzeniem roztworu stałego. Osiągnięcie optymalnych właściwości związane jest zazwyczaj z wprowadzeniem do roztworu stałego więcej niż jednego rodzaju domieszki: donorowej, akceptorowej lub izowalencyjnej. Stwierdzono, że na właściwości tego typu materiałów istotny wpływ mają zarówno sposób ich wytwarzania, jak i obecność pola elektrycznego. Temperaturowe zmiany właściwości PZT mają ścisły związek ze składem chemicznym roztworów stałych a w konsekwencji z ich składem fazowym w pobliżu granicy morfotropowej.

19

The properties of (Pb0.97Ba0.03)[(Zr0.98Ti0.02)1-zSnz]O3 ceramics with 0 < z < 0.08

Brzezińska D., Skulski R., Wawrzała P., Dercz G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1377--1380

EN

We present the results of obtaining and investigations of (Pb1-x Bax )((Zr1-yTiy) 1-zSnz )O3 (PBZTS) ceramics with x =const =0.03, y =const=0.02, z =0, 0.02, 0.04, 0.06 and 0.08. Investigated compositions are close to rhombohedral-orthorhombic morphotropic phase boundary. Ceramic samples have been obtained by conventional ceramic technology from oxides PbO, ZrO2, TiO2, SnO2 and barium carbonate BaCO3. The calcined powders were crushed and next pressed into discs and sintered free sintering (FS) method. For such obtained samples the following investigations have been done: EDS, XRD, microstructure of fractured samples, dielectric measurements, P-Ehysteresis loops investigations at various temperatures.

PL

Przedstawiono wyniki badań ceramiki (Pb1-x Bax )((Zr1-yTiy) 1-zSnz )O3 (PBZTS) dla stałych wartości parametrów ,v =0,03 i y =0,02 oraz z =0, 0,02, 0,04, 0,06 i 0,08. Badane składy PBZTS znajdują się w pobliżu granicy fazowej między fazami o romboedrycznej i ortorombowej deformacji komórek elementarnych. Ceramiczne próbki PBZTS zostały otrzymane z prostych tlenków PbO, ZrO2, TiO2, SnO2 i węglanu baru BaCO3. Proszki po kalcynacji zostały rozdrobnione, a następnie uformowano z nich wypraski i zagęszczono metodą swobodnego spiekania (FS). Dla otrzymanych próbek PBZT/PBZTS przeprowadzono badania EDS, XRD, badania mikrostruktury przełamów, badania podstawowych właściwości dielektrycznych, badania pętli histerezy w różnych temperaturach.

20

Effects of V2O5 additive on structure and dielectric properties of BiNbO4 ceramics

Lisińska-Czekaj A., Czekaj D., Osińska K., Adamczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1387--1390

EN

Goal of the present research was to investigate the influence of V2O5 additive on the structure and dielectric properties of BiNbO4 ceramics. To fabricate BiNbO4 ceramics with V2O5 added the solid state reaction route and pressureless sintering was utilized. Thus obtained ceramics was characterized in terms of its microstructure (SEM), chemical composition (EDS), phase composition and crystalline structure (X-ray phase and structural analysis, respectively). Also dielectric properties in both temperature and frequency domains were investigated. The impedance spectroscopy was utilized for dielectric characterization and the measurements of complex impedance were performed within the frequency range ν =10Hz-1MHz and temperature range T =RT-550°C. It was found that V2O5 additive changed slightly lattice parameters of BiNbO4 ceramics, decreased porosity of samples and revealled relaxation phenomena within the frequency ranges ν =102-103 Hz and ν =105-106 Hz at temperature T>285°C.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu dodatku V2O5 na strukturę i właściwości dielektryczne ceramiki BiNbO4. Do wytworzenia ceramiki zastosowano metodę reakcji w fazie stałej i spiekanie swobodne w atmosferze powietrza. Ceramikę poddano badaniom morfologii (SEM). składu chemicznego (EDS) oraz rentgenowskiej analizie fazowej i strukturalnej. Właściwości dielektryczne w domenie częstotliwości (v =10Hz-lMHz) i temperatury (T =RT-550°C) zbadano przy pomocy spektroskopii impedancyjnej. Stwierdzono, że dodatek V2O5 powoduje niewielką zmianę parametrów komórki elementarnej, zmniejsza porowatość ceramiki oraz pozwolił zaobserwować zjawiska relaksacyjne występujące w dwóch zakresach częstotli- wości: v = 102-103 Hz oraz v =105-106 Hz w temperaturze T>285°C.