Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza stereologiczna gęstych spieków kompozytowych w układzie ATZ

Grabowy Marek, Dzidek Wiktoria, Wilk Agnieszka, Wojteczko Kamil, Wojteczko Agnieszka, Łuszcz Maciej, Delikhovskyi Yurii, Pędzich Zbigniew

Materiały Ceramiczne

|

2021

|

T. 73, nr 2

82--91

PL

Kompozyty ATZ (Alumina Toughened Zirconia), składające się z matrycy tetragonalnego ZrO2 modyfikowanej dodatkiem Al2O3, zyskują coraz większą popularność i poszerzają obszar zastosowań wśród ceramicznych materiałów konstrukcyjnych i biologicznych. Wykorzystując mechanizmy poprawy właściwości mechanicznych w kompozytach, udało się znacznie podnieść w nich odporność na kruche pękanie czy wytrzymałość na zginanie. Doskonałe parametry mechaniczne tego typu tworzyw zależą w głównej mierze od ich składu fazowego oraz uzyskanej mikrostruktury. Celem niniejszej pracy było otrzymanie spieków kompozytów ATZ, określenie podstawowych właściwości mechanicznych oraz kompleksowa charakterystyka mikrostruktury nowatorskich kompozytów ATZ. Materiał bazowy wykorzystany do ich przygotowania stanowiła mieszanina proszku ZrO2 otrzymanego za pomocą metod chemii mokrej oraz niewielkiego dodatku nanometrycznego, komercyjnie dostępnego proszku korundu. Właściwe kompozyty ATZ-10 oraz ATZ-20 uzyskano poprzez wprowadzenie do materiału bazowego większych ilości fazy Al2O3 (odpowiednio 10% i 20% obj.). Jako materiał odniesienia do celów porównawczych wykorzystano komercyjnie dostępne proszki nanometrycznego ZrO2 z dodatkiem 3% mol. Y2O3 (typowy materiał TZP). Po należytym przygotowaniu zgładów, wykorzystując mikroskopię skaningową, wykonano szereg zdjęć, które następnie zbinaryzowano i poddano szczegółowej analizie stereologicznej. Uzyskane kompozyty ATZ charakteryzowała wysoka gęstość przekraczająca 99% gęstości teoretycznej, wytrzymałość na zginanie dochodząca do wartości 1 GPa oraz znakomita odporność na kruche pękanie o KIc powyżej 10 MPa•m1/2. Specyficzna metoda wytwarzania, skutkująca intensyfikacją dyfuzji w trakcie spiekania, doprowadziła do uzyskania homogenicznych mikrostruktur o drobnych ziarnach. Analiza stereologiczna pozwoliła na szczegółową charakterystykę mikrostruktury; wyznaczono średni liniowy rozmiar ziaren, średnią powierzchnię ziaren oraz udział poszczególnych faz, odpowiadający realnej zawartości tlenków w zaprojektowanych kompozytach. Znajomość wartości parametrów opisujących postać mikrostruktury stanowi ważny element interpretacji znakomitych właściwości mechanicznych badanych kompozytów ATZ.

XX

ATZ composites (Alumina Toughened Zirconia), consisting of a tetragonal ZrO2 matrix modified with the addition of Al2O3, are gaining more and more popularity and expand the area of application among ceramic construction and biological materials. By using synergistic factors for improving mechanical properties in composites, it was possible to significantly increase their fracture toughness and bending strength. The excellent mechanical properties of this type of materials depend mainly on their phase composition and obtained microstructure. The aim of this study was to obtain novel ATZ composites, determine the basic mechanical properties and conduct a comprehensive characterization of the microstructure of innovative ATZ composites. The base material used for their preparation was a mixture of ZrO2 powder synthesized by wet chemistry methods and a small addition of commercially available corundum nano-powder. The ATZ-10 and ATZ-20 composites were obtained by adding larger amounts of Al2O3 phase into the base material (respectively 10 and 20 vol.%). Commercially available nanometric ZrO2 powders containing 3 mol.% of Y2O3 (typical TZP material) were used as reference material for comparative purposes. After proper preparation of the specimens’ surfaces, a series of images were taken using scanning electron microscopy, which were then binarized and subjected to detailed stereological analysis. The obtained ATZ composites were characterized by high density exceeding 99% of the theoretical density, flexural strength reaching 1 GPa and excellent fracture toughness with KIc above 10 MPa•m1/2. The specific method of fabrication, resulting in diffusion intensification during sintering, led to homogeneous microstructures with fine grains. Stereological analysis allowed for a detailed characterization of the microstructure - the average linear grain size, average grain area and the fraction of individual phases, corresponding to the real content of oxides in the designed composites, were determined. The knowledge of the parameters describing the form of the microstructure is an important element in the discussion about the excellent mechanical properties of the investigated ATZ composites.

2

Oxidation kinetics of Zircaloy-4 alloy at 673 K determined by GDOES technique

Trybuś Bartłomiej, Olive Jean-Marc, Zieliński Andrzej

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 2

34--38

EN

Oxidation of zirconium alloys is a process that takes place during the operation of nuclear reactors and is essential for assessing the durability of fuel claddings. The present study was aimed to determine the oxidation kinetics of the Zircaloy-4 alloy using GDOES (glow discharge optical emission spectroscopy) at temperature 673 K corresponding to the conditions of use of fuel pellets. The tests were performed on non-oxidized samples as well as after their oxidation for 0.5, 2, 15 and 48 h. Oxygen layer growth was also investigated by thermogravimetric analysis after oxidation for 0.5 h. The naturally generated oxide at room temperature, designated as non-oxidized, had a thickness of 23±2 nm. After 2 h oxidation, an oxide possessing a thickness of 42±4 nm with about 155 nm of oxygen traces was observed. Oxidation for 15 h resulted in formation of an oxide with a thickness of 130±10 nm with a transition distance to the pure alloy of 240 nm. Finally, a layer with a thickness of 235±10 nm appeared after oxidation for 48 h, while the distance after which the measurement included only a pure alloy without the oxygen traces, was about 310 nm. The results show that oxidation can be described by the exponential kinetic equation, that has the parabolic form after 15 or 48 h of oxidation, which well fits the previous results. However, at shorter oxidation times the kinetic equation has the quasi-parabolic form (n < 2). The reason for changing the form of the equation can be attributed to the effect of defective crystalline structure on oxygen diffusion in the oxide layer as the porosity, crevices and cracks.

PL

W wielu pracach opisano masę tlenku cyrkonu powstającego podczas utleniania równaniem parabolicznym, ale według części autorów zależność ta lepiej daje się opisać równaniem kubicznym. Kinetyka opisana przez tę ostatnią zależność dowodzi, że proces dyfuzji atomów tlenu, który determinuje szybkość tworzenia się tlenku, nie jest procesem homogenicznym zachodzącym w idealnym ciele stałym, ale przebiega głównie na granicy ziaren. Celem pracy było określenie zależności ilościowych między czasem utleniania a grubością warstw tlenków w stosunkowo niskiej temperaturze 673 K, odpowiadającej normalnym warunkom pracy reaktorów jądrowych, za pomocą metody GDOES (optyczna spektrometria emisyjna z wyładowaniem jarzeniowym) rzadko stosowanej do badań takich procesów.

3

Thermal and mechanical characterization of zirconium based LPPS coatings on glass

Drajewicz M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2017

|

Vol. 41, nr 4

31--40

EN

The basic factor limiting the use of glasses is their unsatisfactory mechanical strength. The improvement of the mechanical strength of glasses is usually obtained by applying their respective thin surface layers. The object of the research was glass coated with zirconium oxide. For the application of zirconium oxide layer, LPPS (Low Pressure Plasma Spraying) method was used. The resulting materials were subjected to detailed examination of the thermal properties (cp-DSC, dilatometer, laser flash analysis), and mechanical tests (Vickers hardness and modulus of elasticity). The study showed that the obtained LPPS layer of zirconium oxide (IV) on glasses influence the improvement of the mechanical properties. It has been shown that the applied layers have high adhesion to the substrate.

PL

Właściwości mechaniczne szkła decydują o ich rozwoju i zastosowaniu w technice. Ograniczają jednak często wciąż ich właściwości użytkowe. Szczególnie dotyczy to właściwości, które zależą od składu fazowego i budowy warstwy wierzchniej szkła. Stąd poprawę tych właściwości szkła, zwłaszcza wytrzymałościowych, obecnie uzyskuje się przez modyfikowanie ich warstwy wierzchniej lub konstytuowanie nowej warstwy na podłożu szkła, m.in przez wytworzenie cienkiej warstwy tlenkowej metodami inżynierii powierzchni. W niniejszej pracy przyjęto założenie, że zastosowanie stabilizowanego tlenku ZrO2 w procesie fizycznego osadzania z fazy gazowej w warunkach obniżonego ciśnienia pozwoli na wytworzenie stabilnej warstwy wierzchniej na podłożu szkła. Założono, że wytworzona warstwa zapewni również zwiększenie efektu umocnienia szkła krzemianowo – sodowo – wapiennego. Wykonano pomiary właściwości cieplnych i wytrzymałościowych oraz przeprowadzono analizy uzyskanych wyników.

4

Magnezjowa ceramika ogniotrwała z dodatkiem tlenku cyrkonu

Kusiorowski R.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 3

23--27

PL

Praca prezentuje wyniki badań nad zastosowaniem tlenku cyrkonu jako dodatku modyfikującego właściwości magnezjowych wyrobów ogniotrwałych. Celem pracy było opracowanie nowego tworzywa ogniotrwałego z układu MgO-ZrO2 o wysokiej odporności na wstrząsy cieplnej przy jednoczesnej wysokiej odporności na korozję. W badaniach zastosowano dostępny handlowo klinkier magnezjowy otrzymywany z solanek oraz tlenek cyrkonu w formie jednoskośnej (baddeleyitowej). Zbadano wpływ uziarnienia mas oraz określono wpływ wprowadzanego tlenku cyrkonu na podstawowe właściwości tworzyw modyfikowanych dodatkiem ZrO2, tj. skurczliwość całkowitą, gęstość pozorną, porowatość otwartą, wytrzymałość na ściskanie, przepuszczalność gazową oraz odporność na wstrząsy cieplne (cykle wodne). Dla wybranych tworzyw przeprowadzono również badania odporności na korozję wobec dwóch różnych zestawów korozyjnych, charakterystycznych dla odmiennych obszarów stosowania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury otrzymanych tworzyw metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Uzyskano tworzywa o dobrej stabilności wymiarowej (skurczliwość wypalania poniżej 1%), wytrzymałości na ściskanie 50÷70 MPa, porowatości otwartej 14÷16% i odporności na wstrząsy cieplne 8÷10 cykli (950°C – woda). Dodatek tlenku cyrkonu poprawiał odporność korozyjną tworzyw.

EN

Results of the study concerning ZrO2 as a modifying agent of magnesia refractory are presented. The aim was to develop a new MgO-ZrO2 refractory material with high thermal shock resistance and corrosion resistance. In the experiments, commercially available synthetic magnesia clinker and monoclinic zirconia (baddeleyite form) were used. The effect of ceramic mass grain size distribution and the introduced amount of zirconium oxide on the properties of MgO-ZrO2 ceramics was determined. Properties of final samples such as linear shrinkage, open porosity, apparent density, cold crushing strength, gas permeability and thermal shock resistance (water cycles) were measured. For selected materials, corrosion resistance against two different corrosive agents was determined. Microstructure of obtained ceramics was also investigated by SEM. The obtained ceramics revealed: good dimensional stability (firing shrinkage less than 1%), high cold crushing strength of 50÷70 MPa, typical open porosity (14÷16 %) and high values of thermal shock resistance (8-10 water cycles). The addition of zirconia was proved to enhance the corrosion resistance of ceramics.

5

Tworzywa wypalane na bazie hiszpańskiego dolomitu modyfikowane dodatkiem tlenku cyrkonu

Niesyt M.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2016

|

R. 9, nr 24

59--69

PL

Przeprowadzono badania nad otrzymaniem tworzyw dolomitowych wypalanych przy zastosowaniu surowca o zawartości domieszek ok. 1,2% mas. Aby ułatwić spiekanie klinkieru oraz ograniczyć hydratację, do próbek wprowadzono dodatek tlenku cyrkonu. Zastosowanie ZrO2 korzystnie wpłynęło na wytrzymałość mechaniczną tworzyw oraz spowolniło szybkość hydratacji. Próbki z klinkieru dolomitowo-cyrkonowego wykazały lepszą stabilność wymiarów po wypaleniu oraz większą odporność na hydratację w porównaniu do próbek z klinkieru dolomitowego z dodatkiem ZrO2 wprowadzonym do składu masy. Wysoka czystość chemiczna tworzyw dolomitowych korzystnie wpływa na ich odporność korozyjną.

EN

The results of studies of fired dolomite samples obtained from high-purity Spanish doloma are presented. In order to facilitate their sintering ability and to improve hydration resistance, an addition of zirconium oxide has been applied. The results obtained in this study prove that using ZrO2 addition improved mechanical strength of fired samples and decreased rate of their hydration can be achieved. Fired samples obtained from the doloma-zirconia clinker shows better dimensional stability after sintering and higher hydration resistance compared to fired sample made of doloma clinker and ZrO2 introduced as a batch’ component in fine grain matrix. High purity of fired dolomite samples contributes to their better corrosion resistance.

6

Wpływ tlenku cyrkonu na parametry powierzchniowe szkliw porcelanowych

Pasiut K., Partyka J.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 3

246--253

PL

Surowce cyrkonowe są często wykorzystywane jako zmętniacz szkliw. Dodatkowo obecność tlenku i/lub krzemianu cyrkonu w szkliwach poprawia ich właściwości mechaniczne i odporność chemiczną. W pracy przedstawiono wpływ dodatku tlenku cyrkonu na właściwości powierzchniowe szkliw przeznaczonych na wyroby porcelanowe. Zbadano dwanaście szkliw o stałym stosunku SiO2/Al2O3 i Na2O/K2O oraz zmiennym stosunku CaO/MgO. Do szkliw został dodany tlenek cyrkonu w ilościach: 1,5%, 3% i 6% wag. Zostały także przebadane szkliwa bez dodatku tlenku cyrkonu, jako punkt odniesienia. Zmierzono takie parametry powierzchniowe jak białość w układzie CIELab i chropowatość. Ponadto wykonano badania odporności korozyjnej badanych szkliw. Wynikiem badań są interesujące zależności pomiędzy ilością dodanego tlenku cyrkonu a parametrami powierzchni.

EN

Zirconium raw materials are commonly used as a glaze opacifer. Moreover, the presence of zirconium oxide and/or zirconium silicate in the composition of a glaze improves its mechanical and chemical properties. In this paper the influence of addition of zirconium oxide on surface parameters of porcelain glazes is presented. Twelve glazes with a constant molar ratio of SiO2/Al2O3 and Na2O/K2O and a variable molar ratio of CaO/MgO were examined. Zirconium oxide was added in three different amounts 1.5 wt.%, 3 wt.% and 6 wt.%. to the glazes. Glazes without additions of zirconium oxide were also prepared as a reference sample. Whiteness in the CIELab system and roughness were measured on surfaces of the glazes. Furthermore the chemical durability tests were performed. Interesting dependences between the amount of zirconium oxide and surface parameters were obtained as a results.

7

Optical and Mechanical Characterization of Zirconium Based Sol-Gel Coatings on Glass

Sitarz M., Drajewicz M., Jadach R., Długoń E., Leśniak M., Reben M., Wajda A., Gawęda M., Burtan-Gwizdała B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

1747--1752

EN

The basic factor limiting the use of glasses is their unsatisfactory mechanical strength. The improvement of the mechanical strength of glasses is usually obtained by applying their respective thin surface layers. The object of the research was glass coated with zirconium oxide. For the application of zirconium oxide layer, dip-coating method was used. The resulting materials were subjected to detailed examination of the microstructure (SEM), and mechanical tests (Vickers hardness and modulus of elasticity). In order to evaluate the optical characteristics, the tests were performed by UV/VIS. The thickness of the overlying layers were determined using the method of ellipsometry. The study showed that the obtained sol-gel layer of zirconium oxide (IV) on glasses influence the improvement of the mechanical properties. It has been shown that the applied layers have high adhesion to the substrate.

8

Full Contoured Tooth-Implant Supported 3-Pointic All-Ceramic Denture During Occlusal Load Transfer in Lateral Region

Żmudzki J., Malara P., Chladek G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

843--846

EN

Implant and a tooth supported dentures are avoided by dentists because of uneven distribution of occlusal loads between a stiffer implant and a more pliable tooth. The hypothesis was that a 3-point all-ceramic bridge supported on a natural second premolar tooth and a two-pieces typical implant bears safely mastication loads. The finite element analysis showed that the implant splinted by all-ceramic zirconium bridge with the second premolar was safe under lateral mastication load, but there was found an overload at wide zone of bone tissue around the implant under the load of 800 N. The patients can safely masticate, but comminution of hard food should be avoided and they should be instructed that after such an indiscretion they need to contact a dental professional, because, in spite of integrity of the prosthesis, the bone tissue around the implant may fail and there is a hazard of intrusion of the tooth.

9

Fabrication of ZrO2-Ti Composites by Slip Casting Method

Łada P., Falkowski P., Miazga A., Konopka K., Szafran M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1095--1100

EN

Slip casting is one of the most popular shaping method in ceramic technology which allows producing a large number of elements in small period of time. This shaping technique gives a possibility to fabricate ceramic or composite materials such as ZrO2-Ti. Ti with its properties (low density, high melting point, high-temperature strength, good corrosion resistance and others) combine with ZrO2 (high flexure strength, high compression resistance and very high KIC) can be considered for different applications as constructional and functional materials. For the preparation of such composite nanometric zirconium oxide powder stabilized by 3 mol% Y2O3 and micrometric titanium powder were used. Water-based slurries with 35, 40, 45 and 50 vol.% solid phase content were prepared with 3, 10 and 15 vol.% addition of titanium powder. Zeta potential and pH of prepared slurries were considered. The pH changes were tested as a function of Ti content. The viscosity of the prepared slurries was measured. The sedimentation tests for selected slurries were performed. The casting rate for slurry of 35% solid phase with 10 vol.% Ti was examined. These measurements showed good stability of slurries. With the increasing of the solid phase concentration the density of the green bodies increased. However, the increase of the content of Ti powder reduced the density of green body samples. For selected samples the SEM observations was carried out. Composites produced by slip casting were characterized by a homogenous distribution of Ti particles in the ZrO2 matrix.

10

Nowe możliwości wytwarzania powłokowych barier cieplnych metodą natryskiwania plazmowego z zawiesin

Sokołowski P., Łatka L., Kozerski S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 3

40--47

PL

Powłokowe bariery cieplne (Thermal. Barrier. Coatings) są zaawansowanymi systemami materiałowymi, których głównych zadaniem jest ochrona powierzchni metalicznych, np. w turbinach lotniczych, przed obciążeniami cieplnymi. Jednym z najważniejszych elementów tego układu jest zewnętrzna powłoka ceramiczna, która ze względu na małą przewodność cieplną oraz wysoką temperaturę topnienia umożliwia obniżenie profilu temperatury na przekroju elementów do wartości dopuszczalnych przez pozostałe materiały. Kluczowym zagadnieniem pozostaje możliwość wytwarzania omawianych powłok w sposób ekonomiczny oraz jednocześnie przy zachowaniu korzystnej struktury powłok gwarantującej zachowanie odpowiednich właściwości użytkowych. W badaniach przeprowadzono złożony plan eksperymentu natryskiwania powłok z uwzględnieniem różnych zmiennych w procesie: (i) prędkości liniowej palnika, (ii) odległości natryskiwania, (iii) zawartości fazy stałej w zawiesinie oraz (iv) sposobu przygotowania podłoża. W procesie natryskiwania użyto zawiesin na bazie dwóch różnych proszków tlenku cyrkonu: częściowo, oraz w pełni, stabilizowanego tlenkiem itru; oba są obecnie powszechnie stosowane w przemyśle. Na podstawie przeprowadzonych badań ich mikrostruktury dokonano oceny, czy metoda natryskiwania plazmowego z zawiesin, w perspektywie kolejnych lat, może stanowić alternatywę dla obecnie używanych metod do wytwarzanie powłokowych barier cieplnych.

EN

Thermal Barrier Coatings are advanced multi-material systems whose main goal is to protect metallic surfaces against thermal loads, like for example blades in gas turbines. One of the most important elements of TBC system is the ceramic top layer. Due to the low thermal conductivity and a high melting point it allows reducing the temperature profile measured on the cross-section of the element below the limit values for all used materials. The key issue is the ability to produce coatings in an economical way and maintaining a microstructure of coatings guaranteeing the preservation of proper properties at the same time. In the presented studies the complex spray process was conducted. Design of spray experiment was made taking into account the different variables in the process: (i) the linear speed of the torch, (ii) spraying distance, (iii) a solid content in the suspension, and (iv) way of preparing a substrate topography. Two different yttria stabilized zirconia powders were used to prepare suspensions: partially and fully stabilized respectively. These powders are now widely used in the industrial applications. Based on the microstructural studies an assessment was carried out if the Suspension Plasma Spraying can be an alternative method for the production of thermal barrier coatings to the processes applied currently.

11

Nanopowłoki z metali szlachetnych jako jedna z alternatyw ochrony implantów przed korozją

Hajduga M., Hajduga M. B.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2010

|

z. 4

65--70

PL

Praca przedstawia projekt badawczy mający na celu kompleksową ocenę przydatności jako implantów, próbek tlenku cyrkonu pokrytego bardzo cienkimi powłokami z takich metali jak np. złoto, tytan, platyna. Badane materiały będą oceniane zarówno pod kątem korozji w warunkach laboratoryjnych a po uzyskaniu pozytywnych wyników zostaną wszczepione zwierzętom doświadczalnym. Po zadanych okresach czasu, będzie oceniania zarówno powierzchnia próbek jak i tkanki zwierząt doświadczalnych.

EN

The paper presents a research project aimed at a comprehensive assessment of suitability as implants, zirconium oxide coated samples for very thin coatings of metals such as gold, titanium, platinum. The test materials will be evaluated both in terms of corrosion in the laboratory, and after obtaining positive results will be implanted in experimental animals. After a preset period of time, it will be analyzed both the surface of samples and tissue of experimental animals.

12

Właściwości elektryczne cienkich warstw ZrO₂ otrzymywanych metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego

Markowski J., Nitsch K., Wroński M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

86-89

PL

Tlenek cyrkonu jest materiałem stosowanym na cienkie, twarde i przeźroczyste pokrycia mechaniczne, filtry optyczne, warstwy izolacyjne w mikroelektronice oraz ochronne pokrycia chemiczne. Występuje w trzech fazach polimorficznych: jednoskośnej, tetragonalnej i kubicznej. Właściwości elektryczne wybranych próbek cienkich warstw nanoszonych na podłoża szklane scharakteryzowano za pomocą metody spektroskopii impedancyjnej, w zależności od parametrów procesu technologicznego reaktywnego rozpylania magnetronowego. Głównym celem przeprowadzonych badań był pomiar charakterystyk impedancyjnych struktur metal-tlenek cyrkonu-metal w szerokim zakresie częstotliwości. Wyniki pomiarów wykazały znaczny wpływ mikrostruktury tlenku cyrkonu i rezystancji szeregowej elektrod na przebieg charakterystyk impedancyjnych struktur kondensatorowych. W wyniku przeprowadzonej analizy z wykorzystaniem elektrycznego modelu równoważnego reprezentującego badane struktury wyznaczono efektywne przenikalności elektryczne wytworzonych warstw ZrO₂.

EN

Zirconium oxide is a great material used in production of thin hard and transparent mechanical coatings, optical filters, isolation layers in microelectronics and protective chemical coatings. It is found in three polymorphic phases: monoclinic, tetragonal and cubic. Electrical properties of chosen samples of ZrO₂ thin films sputtered onto glass substrates has been characterized with impedance spectroscopy in function of a reactive magnetron sputtering process parameters. Impedance spectroscopy has been used to determine impedance characteristics of metal-oxide-metal structures in wide frequency range. Results show significant influence of oxide microstructure and electrodes serial resistance on impedance spectra of structures. Effective dielectric permittivity of manufactured ZrO₂ layers has been determined using electric equivalent model representing measured structures.

13

Tlenki cyrkonu otrzymywane w procesie reaktywnego rozpylania magnetronowego

Markowski J., Żarnoch P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 1

115-117

PL

Nanoszono cienkie warstwy tlenku cyrkonu na podłoża szklane metodą impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego. Grubości osadzanych warstw zawierały się w granicach od 250 nm do 450 nm. Badano wpływ parametrów elektrycznych wyładowania magnetronowego oraz składu gazu roboczego (Ar+O2) na właściwości strukturalne i elektryczne nanoszonych warstw. Stwierdzono, że charakter otrzymywanych warstw (metaliczny, metaliczno-dielektryczny, dielektryczny) silnie zależy od relacji między mocą efektywną i mocą krążącą wyładowania oraz zawartością tlenu w gazie roboczym. Badania XRD wykazały, że w zależności od parametrów procesu technologicznego warstwy tlenków miały charakter amorficzny bądź zawierały kubiczną i jednoskośną fazę krystalograficzną. Zdjęcia mikroskopowe (AFM) powierzchni warstw tlenkowych otrzymywanych w różnych warunkach wskazują na wyraźne różnice w topografii warstw i parametrach ich chropowatości. Mniejszą chropowatość powierzchni wykazują warstwy o charakterze amorficznym.

EN

Zirconium oxide thin films were deposited by pulsed reactive magnetron sputtering on glass substrates. The thickness of the thin films was between 250 nm and 450 nm. The influence of magnetron electrical discharge parameters and sputtering gas pressure on electrical and structural properties of deposited thin films were investigated. Strong correlation between effective power, circulation power, and oxygen content in sputtering gas on character of obtained layers (metallic, metal-dielectric, dielectric) was establish. XRD measurements shown amorphous or monoclinic and cubic crystallographic structure of zirconium oxides depends on technological process parameters. AFM images from the surface of thin oxide films deposited in different conditions shown a clear distinction in topography and roughness parameters. Lower surface roughness in amorphous structures was observed.

14

Charakter struktury połączenia porcelany na podbudowie cyrkonowej w zależności od gatunku materiału licującego

Legutko A., Hajduga M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2009

|

z. 3

121--126

PL

W branży techniki dentystycznej pojawiła się nowa technologia CAD/CAM wykonawstwa pełnoceramicznych koron i mostów. Na rynku materiałów dla techniki dentystycznej dostępnych jest kilkanaście systemów pełnoceramicznych oferujących materiały do wykonania ceramicznej podbudowy i licowania. System Cercon Smart Ceramics firmy DeguDent składa się z ceramiki cyrkonowej przeznaczonej na podbudowy i porcelany skaleniowej stosowanej do licowania tych podbudów. W pracy przedstawiono charakter struktury połączenia tych materiałów, a także sprawdzono czy porcelana innego producenta może być stosowana zamiennie z porcelaną zalecaną w systemie Cercon.

EN

The purpose of thesis is characterizing connection between cercon base materials and covering porcelain and checking which forces (mechanical or chemical) are responsible too linkage materials. At the second part of thesis is described preparation samples of materials to research. Executed observations on optical microscope Zeiss M1m Imager and scanning electron microscope FEI E-SEM XL30 with X EDAX GEMINI 4000. Got results of qualitative and quantitative analyses which have showed character of materials connection. Researched materials Cercon Base, Cercon Ceram Kiss and Lava Ceram are compatible for each other.

15

Badania nad otrzymywaniem ceramiki cynkitowej z nanoproszku tlenku cynku ZnO.

Puff Z.

Szkło i Ceramika

|

2005

|

R. 56, nr 3

26-28

PL

W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań dotyczących procesu zagęszczania i spiekania nanoproszku ZnO uzyskanego metodą współstrącania z wodnych roztworów chlorku cynku i szczawianu amonu.

EN

It was presented the results of investigations the pressing and sintering nanopowders ZnO. It was obtained by coprecipitation aqueous solutions ZnCl2 and (NH4)2C2O4.

16

Adsorpcja i tarcie pochodnych fosforoorganicznych na materiałach ceramicznych

Margielewski L., Płaza S., Stanecka R.

Tribologia

|

2004

|

nr 5

145-152

PL

W badaniach wyznaczono i analizowano izotermy adsorpcji wybranych dialkiloditiofosforanów cynku o 3, 4, 6, 12 atomach węgla w łańcuchu węglowodorowym na tlenku cyrkonu modyfikowanym tlenkiem itru. Badania wykonano w temperaturze 25°C, zostały one ukierunkowane na poznanie możliwości wytwarzania przez dialkiloditiofosforany zorganizowanej warstwy adsorpcyjnej na wybranych materiałach ceramicznych, ZrCO2 stabilizowanym Y2O3 (Y-TZP). Uzyskane rezultaty z badań adsorpcyjnych porównaliśmy z wynikami przeprowadzonych badań tarciowych w temperaturze pokojowej. Badania tarciowe wykonano na aparacie tarciowym T-11 w styku skoncentrowanym, utworzonym przez obracającą się tarczę i dociskaną do niej kulkę. Badania przeprowadzono w temperaturze 25°C przy zmiennej prędkości ślizgania (od 0,01 m/s do 0,09 m/s) oraz obciążeniach, (od 2N-50 N). Do badań wykorzystano roztwory dodatków dialkiloditiofosforanów w zakresie stężeń od 0,01% do 3% w n-dekanie.

EN

An adsorption isotherms of selected zinc dialkyldithiophosphates (3, 4, 6,12 carbon atoms in hydrocarbon chain) on ceramic surface (zirconium oxide modified by yttrium oxide - Y-TZP) have been measured and analyzed. The aim of the measurements performed at temperature 25°C was to define the ability of the formation of organized absorbed layer on Y-TZP Adsorption results have been compared with results obtained from friction measurements performed at room temperature. The friction experiments were performed using friction apparatus T-11 equipped in concentrated contact containing rotated disc and the ball pressed down to it. The measurements were done at room temperature for different slide velocities (0,01 m/s to 0,09 m/s) and for different loads (2 N to 50N). The investigated solutions contained different concentrations (0,01% -3%) of dialkyldithiophosphates solubled in n-decane.

17

Pokrycia ceramiczne na bazie ZrO2 jako bariery cieplne na denku tłoka silnika wysokoprężnego.

Napadłek W., Niezgoda T., Majewski T., Derewońko A., Babul T.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 6

361-364

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań adiabatyzacji komory spalania poprzez zastosowanie termoizolacyjnych powłok ceramicznych na bazie ZrO2+Y2O3 nanoszonych na denko tłoka. Badane powłoki zostały wykonane metodą natryskiwania plazmowego oraz metodą nanoszenia gazodetonacyjnego. Przedstawiono również wyniki symulacji komputerowej stanu naprężeń oraz rozkładu temperatur w skojarzeniu tłok-pierścienie tłokowe-tuleja cylindrowa silnika wysokoprężnego, przeprowadzonej przy pomocy programu Patran-Nastran 7.0A.

EN

Results of investigations of thermal insulation of combustion chamber with use by thermo-insulating ceramic coats on the base of ZrO2+Y2O3 on the piston crowns are presented in the paper. Test coats were produced by plasma spraying method and by means of gas-detonation method. results of computer simulation of stress state and temperature distribution in the piston-cylinder sleeve system of diesel engine that was conducted using Patran/Nastran 7.0A programme are given also in the work.

18

Wybrane właściwości warstw natryskiwanych plazmowo na podłoże aluminiowe.

Białucki P.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

412-415

PL

Warstwy metalowe natryskiwano z proszków stopowych na osnowie żelaza oraz na osnowie niklu. Na warstwy ceramiczne użyto tlenku aluminium Al2O3/3%TiO2 oraz tlenku cyrkonu ZrO2/20%Y2O3. Próbki podłoża przygotowano ze stopów aluminium gat. PA6, AK12 i AK20. Na podstawie badań stwierdzono, że przyczepność warstw do podłoża aluminiowego jest znacznie niższa niż do podłoża stalowego. Za pomocą zgrzewania oporowego warstw można osiągnąć ok. 20% wzrost przyczepności. Z badań metalograficznych wynika, że w tworzeniu zgrzeiny udział bierze przede wszystkim materiał podłoża, natomiast warstwa natryskana praktycznie nie ulega nadtopieniu. Badania cieplne wykazały dużą wrażliwość połączenia warstwa-podłoże na działanie wysokich lub cyklicznie zmieniających się temperatur. Najlepsze własności w tych warunkach wykazały próbki z warstwą na osnowie niklu gat. NiAl70/30.

EN

Sprayed metals layer consisted of different materials: iron based powder and nickel based powder. Aluminium oxide Al2O3/3%TiO2 and zirconium oxide ZrO2/20%Y2O3 were applied as ceramic layers. Substrate specimens were prepared from aluminium alloys of PA6, AK12 and AK20. On the basis of research it was stated that the bond strength to aluminium substrates was significantly weaker than to steel substrates. With the use of spot resistant welding it was possible to increase bonding by 20%. Metallographic examinations proved that the spot consists mainly of the substrate materials whereas sprayed layers were hardly melted. Heating tests revealed high sensibility of layer-substrate joint to high temperature or to changing temperature. The best properties in such conditions showed specimens with nickel alloy layers of NiAl170/30.