Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pb-doped cuo thin films synthetized by sol-gel method

Tabli Dalila, Touka Nassim, Baddari Kamel, Selmi Nourddine

Advances in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, nr 3(73)

5--13

EN

The physical properties of pure CuO and Pb doped CuO thin films, deposited on glass substrates by a sol-gel method, were investigated. Structural analysis revealed the polycrystalline nature of the pure CuO and Pb:CuO composite films with a monoclinic structure, the crystallite size decreased and ranged from 36.78 nm to around 21.5 nm. The SEM images of the CuO thin films showed that the Pb doping concentration affects the surface morphology of the Pb:CuO composites. The absorbance of the Pb:CuO composites is higher than that of the undoped CuO thin films. The optical band gap energies of undoped CuO and Pb doped CuO thin films were estimated to 1.9 (pure), 2.17(5%) and 2.74 (7%)eV, and found that the band gap energy (Eg) increases with the Pb concentration. This blue shift is due to the quantum confinement induced by the reduction in the size of the crystallites.

2

Mesoporous magnesium oxide xerogels : synthesis and structural characteristics

Malinowski Janusz, Pudło Wojciech

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2021

|

nr 25

33--43

EN

The paper presents the results of a study on the synthesis of magnesium oxide xerogels. In the synthesis, the sol-gel method was used, in which magnesium methoxide was applied as a magnesium precursor. The obtained magnesium hydroxide was subjected to the thermal dehydration process to obtain magnesium oxide particles. The influence of xylene addition during magnesium methoxide hydrolysis on the structure of the magnesium hydroxide and oxide was investigated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad syntezą cząstek kserożeli tlenku magnezu. W procesie syntezy zastosowano metodę zol-żel, w której wykorzystano metanolan magnezu jako prekursor tlenku magnezu. Otrzymany wodorotlenek magnezu poddano procesowi termicznej dehydratacji w celu otrzymania tlenku magnezu. Zbadano wpływ dodatku ksylenu na strukturę wodorotlenku i tlenku magnezu.

3

Perspective of sol-gel hydrophobic silica deposited using low-pressure cold spray and ultrasonic atomizing for automotive coatings

Gibas Anna, Gąsiorek Jolanta

Journal of TransLogistics

|

2021

|

Vol. 7, nr 1

113--128

EN

The automotive sector is under constant pressure to minimize fuel consumption and reduce pollution emissions while maintaining a declining tendency for weight and cost reduction. This makes the material selection process a major of engineering design considerations. In the paper, the main automotive requirements were formulated to analyze the potential of selected deposition (low pressure cold spray and ultrasonic atomizing) and material fabrication (sol-gel method) techniques for application in the automotive industry.

PL

Sektor motoryzacyjny znajduje się pod ciągłą presją, aby minimalizować zużycie paliwa i redukować emisję zanieczyszczeń przy jednoczesnym utrzymaniu dotychczasowego tempa redukcji masy i kosztów. To sprawia, że dobór materiału jest szczególnie ważny podczas procesu projektowania wybranego elementu. W artykule sformułowano główne wymagania branży automotive do analizy potencjału wybranych technik osadzania (niskociśnieniowego natryskiwania na zimno i atomizacji ultradźwiękowej) oraz wytwarzania materiału (metoda zol-żel) do zastosowań jako powłoki ochronne w przemyśle samochodowym.

4

Warstwy dielektryczne wytwarzane metodą zol-żel i techniką dip-coating do zastosowań w optoelektronice

Karasiński Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 9

161--164

PL

Metoda zol-żel jest chemicznym sposobem wytwarzania materiałów z fazy ciekłej. W artykule przedstawione są osiągnięcia autora w zakresie wytwarzania metodą zol-żel i techniką dip-coating dwuskładnikowych SiO2:TiO2 warstw falowodowych, warstw ditlenku krzemu oraz warstw ditlenku tytanu. Opracowane warstwy dielektryczne pokrywają zakres współczynnika załamania od 1,2 do 2,3. Opracowane warstwy falowodowe są podstawą rozwoju układów optyki zintegrowanej na zakres Vis-NIR do zastosowań sensorowych. Warstwy ditlenku krzemu i ditlenku tytanu wykorzystywane były do wytwarzania zwierciadeł dielektrycznych i pokryć antyrefleksyjnych. W pracy przedstawiane są wyniki analiz teoretycznych, charakterystyki technologiczne i wybrane wyniki badań wytwarzanych struktur.

EN

Sol-gel method is a chemical process used to fabricate materials from a liquid phase. This work presents the author's accomplishments in the field of fabrication two-compound SiO2:TiO2 waveguide films, silica as well as titania layers fabricated via the sol-gel method and dip-coating technique. Developed dielectric layers cover refractive indices from 1.2 to 2.3. Elaborated waveguide films are the basis for the development of integrated optic circuits over the VIS-NIR spectral range. Silicon dioxide layers, as well as titanium dioxide layers, were used to fabricate dielectric mirrors and anti-reflective coatings. This work presents the results of the theoretical analysis, technological characteristics and some of the author's experimental results of fabricated structures.

5

Nanoproszki na bazie TiO₂ do wytwarzania powłok samoczyszczących

Mańkowska Ewa, Kaczmarek Danuta, Obstarczyk Agata, Maciej Strzyżewski

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 7

24--26

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badania wpływu ilości domieszki (2% at. oraz 4% at.) oraz temperatury wygrzewania (300°C i 600°C) na zdolność do rozkładu oranżu metylowego przez nanocząstki dwutlenku tytanu domieszkowane cerem (TiO₂:Ce) w wyniku procesu fotokatalizy. Nanocząstki TiO₂ zostały wytworzone metodą zol-żel, przy użyciu TTiP jako prekursora. Zaobserwowano, że lepsze właściwości fotokatalityczne ma próbka domieszkowana mniejszą ilością ceru, co oznacza, że istnieje optymalna zawartość domieszki. Aktywność fotokatalityczna tej próbki wynosiła 16,7%. Wygrzewanie w wysokiej temperaturze miało negatywny wpływ na zdolności próbek do rozkładu barwnika, gdyż aktywność fotokatalityczna żadnej z wygrzanych próbek nie przekroczyła 4%.

EN

This paper presents the results of the investigation of concentration of the dopant (2 at.% Ce and 4 at.% Ce) and high-temperature annealing (300°C i 600°C) on the decomposition of methyl orange by titanium dioxide nanoparticles doped with cerium (TiO₂:Ce) as a result of photocatalysis process. Methyl orange was decomposed by TiO₂:Ce nanoparticles, which were synthesized by sol-gel technique with using TTiP as a precursor. It was observed that the higher photocatalytic activity has been obtained by TiO₂ doped with smaller amount of cerium, which suggests the existence of the optimum dopant concentration. The photocatalytic activity of this nanoparticles was equal to 16.7%. Moreover, high-temperature annealing had a negative effect on TiO₂:Ce nanoparticles on decomposition ability, due to the fact that the photocatalytic activity of all annealed nanoparticles did not achieve 4%.

6

Titanium dioxide nanoparticles and thin films deposited by an atomization method

Machalska G., Noworolnik M., Szindler M., Sitek W., Babilas R.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2019

|

Vol. 100, nr 1/2

34--41

EN

Purpose: The article presents the results of research on titanium dioxide synthesized by a sol-gel method that is an easy process enabling the control of the shape and size of particles The purpose of this article is to examine titanium dioxide nanoparticles and thin films deposited by an atomization method. Design/methodology/approach: Titanium dioxide sol was synthesized by using titanium isopropoxide as a precursor. Optical properties were measured by a UV-Vis spectrometer. Structural studies were performed by Raman spectroscopy. Qualitative analysis was performed by the EDS. Surface morphology of nanoparticles and thin films was performed by the SEM technique. Findings: The sol-gel method allows the formation of uniform nanoparticles and thin films of titanium dioxide. The atomization method is a successful method for the deposition of sol to the surface of substrates. Research limitations/implications: The next step in the research will be to investigate the obtained thin films in dye-sensitized solar cells as a semiconductive layer. Practical implications: Unique properties of produced titanium dioxide nanostructural materials have caused the interest in them in such fields as optoelectronics, photovoltaics, medicine and decorative coatings. Originality/value: Titanium dioxide thin films and nanoparticles were synthesized using the sol-gel method and then deposited by the atomization method.

7

ZnO nanocrystalline powder prepared by sol-gel method for photoanode of dye sensitized solar cells application

Szindler M., Szindler M. M., Boryło P.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2018

|

Vol. 88, nr 1

12--17

EN

Purpose: The article presents the results of research on ZnO nanopowder prepared using sol-gel method that is the easy process enabling us to control shape and size of particles The purpose of this article is to synthesized ZnO nanostructures by sol-gel method and characterized them for use in dye sensitized solar cells. Design/methodology/approach: Zinc oxide nanopowder was synthesized by using zinc acetate dehydrate as a precursor. The prepared nanopowder has been subjected to structural analysis using a transmission electron microscope (TEM). Scanning Electron Microscopic (SEM) images were taken with a Zeiss Supra 35. Qualitative studies of chemical composition were also performed using the Energy Dispersive Spectrometer (EDS). The structure of zinc oxide was investigated by X-ray crystallography The absorbance of zinc oxide layers with and without dye were measured by Thermo Scientific Evolution 220 spectrophotometer equipped with a xenon lamp in the wavelength range from 190 nm to 1100 nm. Findings: Sol-gel method allows the formation of uniform nanoparticles of zinc oxide. The nanoparticles have been successfully used in photoelectrode of dye sensitized solar cell. The light harvesting efficiency of the electrode it remains in a wide spectral range above 85%, which gives better results than in the case of titanium dioxide. Research limitations/implications: The next step in the research will be to investigate the ZnO/NiO composite on the properties of the photoelectrode of dye sensitized solar cell. Practical implications: he unique properties of produced ZnO nanostructural materials have caused their interest in such fields as medicine, transparent electronics and photovoltaics. Originality/value: The ZnO nanoparticles were prepared using sol-gel method and then effectively used in the photoanode of dye sensitized solar cell.

8

New approach for n-hexadecane biodegradation by sol-gel entrapped bacterial cells

Chernev G., Christova N., Kabaivanova L., Nacheva L.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 2

243--253

EN

In this study sol-gel hybrid materials in the system SiO2-chitosan (CS) - polyethylene glycol (PEG), as novel structures with potential application in bioremediation were investigated. The organic components - CS and PEG were used as structural modifiers for functionality improvement. The catabolic activity to n-hexadecane of Pseudomonas aeruginosa BN10 free and immobilized cells was estimated. The cell immobilization technique was employed to evaluate its efficiency on biodegradation and protective effect from high levels of hydrocarbons. The characteristics of obtained hybrid materials were investigated via X-ray Diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic-force microscopy (AFM) analyses. The obtained results revealed that the organic part in the synthesized hybrids is important for microstructure and defined properties creation. The rate of n-hexadecane mineralization by the bacterial strain was influenced by variation in cell densities applied in the immobilization procedures. Semi-continuous processes with multiple xenobiotic supplies were carried out. The synthesized by the sol-gel method hybrid matrices proved to be suitable carriers for realizing an effective biodegradation process of n-hexadecane by Pseudomonas aeruginosa BN10. Biodegradation of 50 kg/m3 of n-hexadecane was realized by free cells. Significantly greater quantity (150 kg/m3) was mineralized for 15 active cycles by entrapped bacterial cells. Biodegradation process with gradual increase of xenobiotic concentration reaching 30 kg/m3 for 120 h was also accomplished.

9

Influence of calcination temperature on optical and structural properties of TiO2 thin films prepared by means of sol-gel and spin coating

Tański T., Matysiak W., Kosmalska D., Lubos A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 2

151--156

EN

In this study, ceramic TiO2 thin films were prepared on glass substrates using sol-gel and spin-coating methods from the TNBT/ AcOH/ EtOH/ H2O solution. The obtained coatings were subjected to drying at room temperature and were then calcined in the air at different temperatures in a range of 400–600°C in order to obtain clean TiO2 layers. The surface morphology and chemical composition were characterized with the use of a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive spectrometer (EDX). Research has shown the presence of elements in the TiO2 and the influence of temperatures on layer thickness. Analysis of optical properties and energy gap width of the prepared coatings was determined by means of spectra analysis of absorbance as a function of radiation energy obtained with the use of the UV-VIS spectrophotometer. The obtained spectra of the layers are characterized by a shift of absorption lines towards the visible light wavelengths and the obtained values of band gaps decrease as the calcination temperature rises. The obtained and developed results of TiO2 thin films testify to the wide application possibilities of the layers in elements which use photocatalytic processes such as self-cleaning surfaces, solar cells, pollution removing membranes and optoelectronic components.

10

NiO nanoparticles prepared by the sol-gel method for a dye sensitized solar cell applications

Szindler M., Szindler M. M., Dobrzański L. A., Jung T.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2018

|

Vol. 92, nr 1

15--21

EN

Purpose: The purpose of this article is to synthesized NiO nanostructures by sol-gel method and characterized them for use in dye sensitized solar cells. For this purpose, a paste prepared from nanoparticles was prepared and screen printed on a glass substrate with the FTO layer. Design/methodology/approach: Nickel oxide nanoparticles was synthesized with participation of nickel (II) nitrate hexahydrate and citric acid. The prepared nanopowder has been subjected to structural analysis using a transmission electron microscope (TEM). Scanning Electron Microscopic (SEM) images were taken with a Zeiss Supra 35. Qualitative studies of chemical composition were also performed using the Energy Dispersive Spectrometer (EDS). The structure of nickel oxide was investigated by X-ray crystallography. An average crystallite size were calculated using Scherrer method and Williamson-Hall analysis. Light harvesting efficiency LHE was calculated from measured absorbance. Findings: The uniform nickel oxide nanoparticles with spherical shape were successfully produced by sol-gel method. The diameter of the as prepared nanoparticles does not exceed 25 nm which is confirmed by the XRD and TEM analysis. The light harvesting efficiency of the electrode in the entire studied range it’s over 90%. Therefore the NiO can be an attractive alternative to the most commonly used TiO2. Research limitations/implications: The next step in the research will be to investigate the ZnO/NiO composite on the properties of the photoelectrode of dye sensitized solar cell. Practical implications: The unique properties of produced NiO nanostructural materials have caused their interest in such fields as medicine, transparent electronics and photovoltaics. Originality/value: The NiO nanoparticles were prepared using sol-gel method and then effectively used in the photoanode of dye sensitized solar cell.

11

Effect of porosity on the structure, mechanical properties and cell viability of new bioceramics as potential bone graft substitutes

Demirel M., Aksakal B.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2018

|

Vol. 20, no. 2

11--22

EN

Porous and alternative biografts for possible usages in orthopaedic applications were synthesized by the substitution of gelatin (G), cuttlefish backbone (C), meerschaum sepiolite (S) and hydroxyapatite (H). The effects of different proportions of the Gelatin substitutions on the mechanical properties and structure and cell viability properties of the fabricated biografts were investigated. Throughout the structure and mechanical evaluations, it was found that Gelatin substitution in the fabricated biografts increased the total porosity fraction, particularly for C13G75 and S13G75 biografts. Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) were used for characterization of the synthesized biografts. Furthermore, the cell viability tests for the synthesized biografts were carried out by using the osteoblast cell culture. Throughout the analysis, the synthesized C13G75 and S13G75 biografts generated the highest porosity and better correlation between mechanical properties and structural results contributing with highest cell viability rates.

12

Jedno- i dwuwarstwowe struktury antyrefleksyjne wytwarzane metodą zol-żel do zastosowań w fotoogniwach krzemowych

Skolik M., Karasiński P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 8

73--76

PL

Pomimo pojawienia się wielu nowych rodzajów fotoogniw słonecznych, fotogniwa krzemowe nadal odgrywają istotną rolę. Wysoki współczynnik załamania krzemu sprawia, że ponad 34% fotonów promieniowania słonecznego z zakresu absorpcji krzemu ulega od niego odbiciu i nie generuje w nim ekscytonów. Odbicie światła można istotnie zmniejszyć teksturując powierzchnię krzemu, wytwarzając na niej strukturę antyrefleksyjną albo stosując jednocześnie oba rozwiazania. Praca dotyczy jedno- i dwuwarstwowych struktur antyrefleksyjnych wywtarzanych metodą zol-żel i techniką dip-coating na podłożach krzemowych. Dla struktury jednowarstwowej osiągnięto ważony współczynnik odbicia fotonów Rw 9%, natomiast dla struktury dwuwarstwowej osiągnięto Rw<4%. W pracy przedstawiano optymalizację teoretyczną struktur antyrefleksyjnych, technologię ich wytwarzania oraz wyniki badań eksperymentalnych. Osiągnięto doskonałą zgodność wyników analizy teoretycznej z wynikami eksperymentalnymi.

EN

Besides many different types of photovoltaic solar cells, silicon solar cells are still of significant importance. Bare silica’s high refraction index leads to greater than 34% reflection of solar light photones, within silica’s absorption band, from its surface without generating excitons. Reflection loss can be significantly reduced with the use of surface texturing and/or antireflective coatings. The most beneficial effect is achieved when combinig both, surface texturing and antireflective coatings. This work presents single and double layer Anti Reflective Structures (ARS’s) derived from sol-gel process for application in silicon photovoltaic cells. Weighted average reflection of a single layer ARS is Rw 9%, whereas double layer ARS provides weighted average reflection Rw<4%. In this work theoretical optimization of ARS’s, technological process of structure fabrication as well as experimental results are demonstrated. Theoretical data shows excellent correlation with experimental results.

13

Adhezja warstw SiO2 naniesionych metodą ALD i zol-żel na stal 316LVM

Basiaga M., Walke W., Kajzer A., Kajzer W., Staszuk M., Kurtyka P.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 141

13--19

PL

Celem prezentowanej pracy była ocena przydatności stosowania warstw SiO2 naniesionych dwiema metodami Atomic Layer Depositon (ALD) i zol-żel na podłoże ze stali 316LVM stosowanej na implanty w układzie sercowo-naczyniowym. Do badań wytypowano stal austenityczną 316LVM i poddano ją następującym modyfikacją powierzchni: polerowanie elektrochemiczne, pasywacja chemiczna, naniesienie warstw SiO2 zarówno metodą ALD, jak i zol-żel. Wymienione metody są obecnie najczęściej stosowane w przypadku nanoszenia warstw powierzchniowych na implanty. W ramach oceny przydatności zaproponowanych metod modyfikacji powierzchni analizowanej stali autorzy pracy przeprowadzili badania własności mechanicznych, elektrochemicznych oraz fizycznych. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że niezależnie od metody nanoszenia zaobserwowano korzystny wpływ warstwy SiO2 na badane własności w porównaniu do stanu wyjściowego. Ponadto stwierdzono, że najkorzystniejszym zespołem własności mechanicznych, elektrochemicznych i fizycznych charakteryzuje się warstwa SiO2 naniesioną metodą ALD. Tak naniesiona warstwa charakteryzowała się większą siłą krytyczną powodującą delaminację warstwy, większą odpornością na korozję wżerową oraz większym kątem zwilżania wodą (charakter hydrofobowy), co w przypadku implantów stosowanych w układzie krwionośnym jest zjawiskiem pożądanym, ponieważ wymagana jest mała adsorpcja białek, która ogranicza proces krzepnięcia krwi. Zaproponowanie odpowiednich wariantów obróbki powierzchniowej z wykorzystaniem metody ALD oraz zol-żel ma perspektywiczne znaczenie i przyczyni się do opracowania warunków technologicznych o sprecyzowanych parametrach wytwarzania powłok tlenkowych na implantach stosowanych w układzie sercowo-naczyniowym.

EN

The aim of this study was to evaluate the usefulness of SiO2 layers deposited by two methods - atomic layer deposition (ALD) and sol-gel, on the surface of stainless steel 316LVM used in application of cardiovascular implants. In assessing the suitability of the proposed methods to modify surfaces of the analysed steel, authors carried out tests of mechanical, electrochemical and physical properties. The austenitic steel 316LVM was chosen and subjected to the following surface modifications: electrochemical polishing, chemical passivation and application of the SiO2 layer using both methods – ALD and sol-gel. These methods were proposed for research, because they are most commonly used in the case of applying surface layers to implants. Based on the obtained results, it was observed that regardless of the method of application, the SiO2 layer has beneficial effect on examined properties compared to control. Moreover, it was found that the SiO2 layer deposited by ALD is characterized by the most preferred combination of mechanical, physical and electrochemical properties. The layer obtained by this method is characterized by a higher critical force, which causes delamination of the layers, higher resistance to pitting corrosion and higher water contact angle (hydrophobic character), which is a desirable phenomenon in the case of implants used in the circulatory system, resulting in lower adsorption of proteins and blood clothing. Proposing of suitable variants of surface treatment using the ALD and sol-gel methods is of perspective importance. It will contribute to the development of technological conditions with specified parameters for the production of oxide coatings on implants used in the cardiovascular system.

14

Pro-adhesive sol-gel coatings for fibers in epoxy resin composite materials

Szczurek A., Barcikowski M., Krzak J.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 4

211--215

EN

Inadequate adhesive strength of the reinforcing fibers to the matrix in composite materials causes their delamination, which reduces the bearing capacity and durability of the defected product, and in the case of pressure vessels or pipelines, may cause their depressurization. One of possible methods to improve the adhesive strength is to coat the reinforcing fibers by the sol-gel method with organosilica coatings. Silane coatings serve two purposes: 1) the film binds chemically to the surface of the glass fiber, 2) wetting is improved by an increased chemical affinity of the resin to the fiber. Carbon and aramid fibers are usually not coated in this manner, resulting in inferior adhesive properties. In this study, organosilica materials were obtained by the sol-gel method using various silica precursors: methyltrimethoxysilane (MtMOS), ethyltriethoxysilane (EtEOS) and tetramethoxysilane (TMOS). The materials were deposited on glass fiber and hybrid carbon/aramid fiber textiles, resulting in a change in the surface properties. The chemical structures were characterized by Raman spectroscopy, indicating the presence of groups characteristic for silica, as well as the presence of functional organic groups connected by silicon-carbon bonds. The surfaces of the coated fibers were observed by scanning electron microscopy (SEM), indicating undesirable fiber bonding by the coatings obtained using the MtMOS and TMOS precursors, while no such bonding was observed for the coating obtained using the EtEOS precursor. The wettability of the glass fibers by epoxy resin was measured using the electro-optical method, revealing that the coatings made of the MtMOS and TMOS mixture improved the wettability of the fibers with epoxy resin, facilitating adhesion.

PL

Niedostateczna wytrzymałość adhezyjna połączenia włókien wzmacniających z matrycą (osnową) materiału kompozytowego prowadzi do delaminacji, powodujących redukcję zdolności do przenoszenia obciążeń oraz trwałości wyrobu, a w przypadku zbiorników ciśnieniowych i rurociągów może spowodować ich rozszczelnienie. Jedną z możliwych metod poprawy wytrzymałości adhezyjnej jest pokrywanie włókien wzmacniających metodą zol-żel powłokami organokrzemionkowymi. Warstwa silanowa wiąże się chemicznie (wiązaniami kowalencyjnymi Si-O) z powierzchnią włókien szklanych. Zwilżanie ulega poprawie dzięki większemu powinowactwu chemicznemu żywicy do włókien pokrytych niż niepokrytych. Lepsze zwilżanie poprawia powiązanie adhezyjne pomiędzy włóknami a matrycą (żywicą) ze względu na większą powierzchnię kontaktu pomiędzy żywicą a włóknami. Włókna węglowe i aramidowe zwykle nie są w ten sposób pokrywane, co skutkuje gorszymi właściwościami adhezyjnymi. W pracy materiały organokrzemionkowe zostały uzyskane metodą zol-żel z użyciem różnych prekursorów krzemionkowych: metylotrimetoksysilanu (MtMOS), etylotrietoksysilanu (EtEOS) oraz tetrametoksysilanu (TMOS). Materiały te zostały naniesione na tkaninę z włókien szklanych oraz hybrydową tkaninę węglowo/aramidową, powodując zmianę ich właściwości powierzchniowych. Struktury chemiczne zbadano z użyciem spektroskopii Ramana, wykazując obecność ugrupowań chemicznych charakterystycznych dla krzemionki, jak również obecność organicznych grup funkcyjnych połączonych wiązaniami krzem-węgiel. Powierzchnie pokrytych włókien obserwowano pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM), wskazując niepożądane zlepienie włókien przez pokrycia z prekursorów MtMOS i TMOS, przy braku takiego zlepienia przez pokrycia z prekursora EtEOS. Zwilżalność włókien szklanych przez żywicę epoksydową zbadano metodą elektrooptyczną, wykazując, że pokrycia z MtMOS i TMOS poprawiają zwilżalność, promując tym samym adhezję.

15

Synthesizing and characterization of nano-Graphene Oxide-reinforced Hydroxyapatite Coatings on laser treated Ti6Al4V surfaces

Bulbul E., Aksakal B.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

171--180

EN

Laser-treated Ti6Al4V surfaces were coated by the single-layer hydroxyapatite (HA) and double-layer hydroxyapatite reinforced by the reduced nano-graphene oxide (rGO) using the sol-gel method. The effects of rGO reinforcement at different ratios and sintering temperatures on surface morphology and adhesion strength of the single and double layer coatings (rGO/HA) were analysed. As the initial treatment process, a laser texturing was patterned on the alloy and then, prepared samples were coated. The coated laser-modified HA and HA/rGO-coated Ti6Al4V surfaces were characterized by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) and the adhesion strength between the coat and substrates were determined by the standard adhesion tests. The conducted analyses indicated that the substitution of rGO into HA matrix revealed a homogeneous morphology and relatively crack-free coatings on the laser-treated Ti substrate surfaces. Adhesion tests showed that, the HA + rGO (1.0 wt. %) biocomposites exhibited a significant increase in adhesion strength compared to untreated surfaces and to the single HA-coated Ti6Al4V substrates.

16

Phase composition and morphology characteristics of ceria-stabilized zirconia powders obtained via sol-gel method with various pH conditions

Nakonieczny D. S., Paszenda Z. K., Basiaga M., Radko T., Drewniak S., Podwórny J., Bogacz W.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

21--30

EN

High purity, fine crystalline, degradation-free at low temperature powders have attracted special interest in CAD/CAM prosthetic dentistry full ceramic restorations. This study reports the preparation and characterisation of zirconia-ceria (0.9ZrO20.1CeO2) powders. Materials were obtained from zirconium-n-alkoxide and cerium nitrate hexahydrate in the pH 2–4 and 8–10. Methods: Zirconia-ceria powders were obtained with the sol-gel method in a humid-free environment. Thermal analysis (TGA/DTA) of the as-prepared materials was made for an assessment of its behaviour at elevated temperatures. Specimens were dried at 80°C and calcinated in two stages: at 300°C with soaking time 2.5 h and 850°C with holding time 2.5 h, in order to evaluate the phase transformations. Thermal analyses of the as-dried powders were made for an assessment of its thermal behaviour during heat treatment up to 1000 °C. By X-ray diffraction (XRD), polymorphs of ZrO2 were identified. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) and laser particle size distribution (PSD) were involved for characterisation of morphology of the powders. Results: We found a correlation between the pH of the colloidal system and the morphology of the as-obtained powders. Based on analysis (SEM,PSD), structures were identified known as soft and hard agglomerates. Conclusions: In summary, it can be stated differences were found between powder morphology depending on the used pH, which can be crucial for powder densification during sintering and compacting green bodies which, as a consequence, may be crucial for the lifetime of zirconia prostheses. Correlations between phase composition and pH are difficult to grasp, and require further more sophisticated studies.

17

Badanie wpływu rodzaju warstwy transportującej dziury na parametry elektryczne polimerowych ogniw słonecznych na bazie PTB7:PC71BM

Iwan A., Boharewicz B., Hreniak A., Tazbir I.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 9

20--23

PL

W artykule omówiono wpływ rodzaju warstwy transportującej dziury (HTL) na parametry elektryczne polimerowych ogniw fotowoltaicznych. Jako warstwę HTL zastosowano otrzymany metodą zol-żel tlenek molibdenu (MoOx) oraz PEDOT:PSS. Warstwę aktywną w ogniwie stanowiła mieszanina donorowo-akceptorowa na bazie PTB7 i PC71BM. Zbadano stabilność skonstruowanych polimerowych ogniw fotowoltaicznych w atmosferze powietrza po 8 dniach stwierdzając, iż ogniwa z warstwą MoOx wykazują lepszą stabilność niż ogniwa z warstwą PEDOT:PSS. Aczkolwiek, najwyższą wartość sprawności fotowoltaicznej określono na poziomie 5,1% dla polimerowego ogniwa fotowoltaicznego z warstwą PEDOT:PSS. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów absorpcyjnych w zakresie UV-Vis, impedancji w postaci charakterystyk Nyquista oraz oszacowano ruchliwość nośników ładunków dla skonstruowanych ogniw.

EN

The main goal of this paper was investigation influence of kind of hole transporting layer (HTL) on the electrical properties of constructed polymer solar cells. As HTL MoOx obtained by sol-gel method and PEDOT:PSS was applied. The polymer solar cells devices were fabricated by spin coating the blend solution of poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2- ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl} (PTB7) as donor and [6,6]-phenyl C71 butyric acid methyl ester (PC71BM) as acceptor. Air stability of devices after 8th days were analyzed taking into consideration kind of HTL. Device with MoOx exhibited better stability than solar cell with PEDOT:PSS. However, the highest value of the power conversion efficiency reaches the level of 5.10% for the polymer solar cell with PEDOT:PSS layer. Additionally, Nyquist plots of constructed devices along with charge mobility and optical properties of PTB7 and their mixture with PC71BM were presented.

18

The influence of spherical silica prepared by sol-gel method on mechanical properties of polypropylene-SiO2 composite

Jakubowska P., Martyla A., Przekop R., Sztorch B., Kopczyk M., Osinska-Broniarz M., Majchrzycki Ł.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 1

47--51

EN

In the present paper the spherical silica material Innosilica was proposed to be used as filler for a composite with polypropylene. The spherical silica synthesis was based on a modified Stöber method. The aim of the study was to obtain a composite of better properties than those of pure polypropylene. The composite system with 1, 5, 10% of silica fillers were used. The characteristics of the obtained systems were defined by scanning microscopy. A universal fatigue testing machine Zwick Roell Z020 was employed to determine the tensile properties of the input material and composites under static extension and to the test of flexure resistance of the composites. The impact test with a composite notch and input material was determined using an Instron pendulum hammer type and the hardness property was measured with Shore hardness tester with a sharp conic indenter made by Zwick. As the reference material unmodified polypropylene and it’s composite with market silica - Aerosil 200 were used. The results of our researches indicate that the presence of the silica fillers improved the polypropylene properties. Parameters change depending on the content of the fillers. Innosilica allowed to obtain better results than the commercial silica. The study showed that the mechanical properties of silica-filled polypropylene material depend on weight ratio of the individual components of their constituent and on the geometry also. The filler of a spherical construction has a greater influence on the increase in composite stiffness than a filler of an irregular shape (Aerosil 200). This suggests that the higher structural homogeneity of composites PP/Innosilica exhibits the better mechanical properties.

PL

W pracy zaproponowano materiał krzemionkowy w postaci sferycznej krzemionki - Innosilica do zastosowania jako wypełniacz w kompozycie polipropylenowym. Sferyczna krzemionka została otrzymana za pomocą zmodyfikowanej metody Stöbera. Celem badań było otrzymanie kompozytu o lepszych właściwościach w porównaniu z niemodyfikowanym polipropylenem. Zastosowano 1, 5, 10% dodatek wypełniaczy krzemionkowych. Charakterystykę struktury materiałów przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej. Badania właściwości wytrzymałościowych kompozytów i materiału wejściowego przy statycznym rozciąganiu oraz pomiar wytrzymałości na zginanie kompozytów przeprowadzono z użyciem uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej Zwick Roell Z020. Udarność z karbem określono, stosując młot wahadłowy firmy Instron, model CEAST 9050, a pomiar twardości wykonano za pomocą analogowego twardościomierza Shore'a firmy Zwick. Jako materiał referencyjny zastosowano niemodyfikowany polipropylen oraz jego kompozyt z handlową krzemionką Aerosil 200 jako wypełniaczem. Przeprowadzone badania wykazały, że wprowadzenie do polipropylenu wypełniaczy krzemionkowych powoduje polepszenie jego właściwości mechanicznych. Parametry zmieniają się wraz z zawartością wypełniacza w kompozytach. Innosilica pozwoliła osiągnąć lepsze rezultaty niż handlowa krzemionka. Stąd można przypuszczać, że wpływ na właściwości kompozytu ma nie tylko zawartość wypełniacza (wyrażona w procentach wagowych), ale przede wszystkim jego kształt. Sferyczna krzemionka Innosilica wykazuje mniejsze powinowactwo do tworzenia aglomeratów w osnowie polimerowej w porównaniu do nieregularnych kształtów Aerosilu 200. Kompozyty PP/Innosilica wykazują wyższą jednorodność strukturalną, a wysoka homogeniczność układu skutkuje lepszymi właściwościami mechanicznymi.

19

Właściwości mechaniczne i optyczne szkieł z powłoką tlenku cyrkonu otrzymaną metodą zol-żel

Drajewicz M., Jadach R., Długoń E., Reben M., Sitarz M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

187--190

PL

Podstawowym parametrem ograniczającym wykorzystanie szkieł często jest ich niezadowalająca wytrzymałość mechaniczna. Poprawę wytrzymałości mechanicznej szkieł można uzyskać między innymi poprzez naniesienie na ich powierzchnię cienkich warstw. Warstwy te charakteryzują się lepszymi właściwościami mechanicznymi, a połączenie tych materiałów powoduje poprawę wypadkowych właściwości szkła. Przedmiotem badań było szkło krzemianowo-sodowo-wapniowe pokryte warstwą tlenku cyrkonu. Do naniesienia warstwy tlenku cyrkonu użyto metody zol-żel. Warstwy poddano badaniom mechanicznym, w szczególności zmierzono twardość metodą Vickersa oraz moduł sprężystości. Przepuszczalność szkieł z nałożonymi warstwami zbadano przy wykorzystaniu spektroskopii UV/VIS. Przeprowadzone badania wskazały na potencjalną przydatność wybranej metody do uszlachetniania powierzchni szkieł.

EN

Unsatisfied mechanical strength frequently limits the usage of glasses. Its improvement can be attained by coating the glass surface with a thin layer of material with better mechanical properties than the glass. Silicate-sodium-calcium glass coated with zirconia was the object of this study. The sol-gel method has been used to produce a coating of zirconia. Vickers’ hardness and Young’s modulus were determined for the coatings. Transmittance of the coated glasses was determined by UV/VIS spectroscopy. The applied sol-gel method was useful to improve properties of glass surfaces.

20

Badanie porowatości oraz właściwości optycznych proszków TiO2-SiO2 z grupami organicznymi

Iwan A., Hreniak A., Malinowski M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

137--142

PL

W pracy otrzymano proszki TiO2-SiO2 modyfikowane grupami organicznymi poprzez zastosowanie metody zol-żel. Otrzymano dwa proszki (TiO2-SiO2-VTMS i TiO2-SiO2-MAPTS), wykorzystując różniące się budową chemiczną prekursory silanowe. Transmitancję określono przy użyciu spektrofotometru UV-vis. Wielkość ziaren oznaczono metodą DLS w temperaturze 25 °C. Porowatości oraz powierzchnię właściwą obliczono zgodnie z teoriami BET, BJH i t-Plot.

EN

In this paper two TiO2-SiO2 powders with organic groups were prepared by the sol-gel technique by application of two various silane precursors (VTMS and MAPTS) and titanium one (TIPO). The particle size of the obtained TiO2-SiO2 powders (called in the paper as TiO2-SiO2-VTMS and TiO2-SiO2-MAPTS) was investigated by the dynamic light scattering (DLS) method. The influence of type of silicon precursors on such selected properties as absorption in the UV-vis range and porosity of TiO2-SiO2 was analyzed.