Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ nanometrycznych proszków ceramicznych na proces termicznej konwersji paku węglowego do węgla

Mikociak D., Socha A., Błażewicz S., Łabojko G.

Karbo

|

2013

|

Nr 3

209--216

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu nanometrycznych proszków ceramicznych na proces pirolizy paku węglowego i jego dalszej obróbki termicznej do 2000°C. Do modyfikacji paku wykorzystano montmorylonit (MTT) i krzemionkę w ilości do 10 % wagowych. Badania wykazały, że wprowadzenie nanoproszku ceramicznego w ilości do 5 % wagowych nie zmienia istotnie mechanizmu rozkładu termicznego paku w niskich temperaturach. Wpływ nanocząstek zaznacza się wyraźnie w wyższych temperaturach obróbki. Przy małej koncentracji nanododatku obserwuje się obniżenie rozmiarów krystalitów w pozostałości węglowej po karbonizacji do 1000°C. Jednocześnie odległości międzygrafenowe d002 ulegają zmniejszeniu, w porównaniu do próbek węglowych nie zawierających dodatku ceramicznego, co wskazuje na porządkowanie struktury węgla w trakcie obróbki termicznej po karbonizacji paku. W próbkach węglowych zawierających nanokrzemionkę powyżej 1000°C zachodzi proces karboredukcji, który prowadzi do utworzenia węglika krzemu. W próbach ogrzewanych do 2000°C, oprócz węglika krzemu występuje także krystobalit. W temperaturze 2000°C w obecności 0,5 % zawartości MTT tworzą się dwie formy węgla różniące się parametrami strukturalnymi. Przy wyższych koncentracjach nanododatków ceramicznych (powyżej 5%) proces porządkowania struktury węglowej jest hamowany.

EN

The work presents the results of the investigations on the influence of nano-metric ceramic powders on the pyrolysis of coal tar pitch and its subsequent heat treatment up to 2000°C., Montmorillonite (MTT), and silica in an amount up to 10 % by weight, were used to modify the pitch. The studies have shown that the introduction of the ceramic nano-powder up to 5 % does not substantially change the mechanism of thermal decomposition of pitch at low temperatures. The impact of nano-particles is observed at higher processing temperatures. At low concentrations of nano-additives the decrease in the crystallite size of carbon residue after carbonization to 1000°C was observed. At the same time the inter-planar distance d002 between graphene layers is reduced, as compared to the samples without ceramic nano-additives, which indicates that the ordering of the structure of carbon residue in the presence of ceramic nano-particles takes place. In the case of nano-silica during heat treatment of coal tar pitch above 1000°C carboreduction process occurs, which leads to the formation of silicon carbide within carbon matrix. However, after the treatment up to 2000°C cristobalite in the carbon residue was found. Heat treatment of coal tar pitch to 2000°C in the presence of 0,5% of the MTT leads to the formation of two structurally different carbon components. At higher concentrations of ceramic nano-additives (above 5 %) carbon structure ordering process is inhibited.

2

Wstępne badania nad wytwarzaniem włókien węglowych z paku mezofazowego z dodatkiem nanorurek węglowych

Mikociak D., Michałowski J., Błażewicz S.

Karbo

|

2009

|

Nr 2

74-78

PL

Powszechnie stosowanym prekursorem do produkcji włókien węglowych jest poliakrylonitryl (PAN). Na rynku handlowym coraz więcej włókien węglowych jest obecnie wytwarzanych z produktów przeróbki ropy naftowej i węgla kamiennego, są to paki izotropowe i mezofazowe. Te ostatnie pozwalają na wytworzenie włókien węglowych o bardzo dużych wartościach modułu Younga. Praca niniejsza dotyczy możliwości wytwarzania włókien węglowych z prekursora pakowego zawierającego jednościenne nanorurki węglowe. Wykorzystany prekursor to pak mezofazowy typu AR firmy Mitsubishi Gas Chemical Company. Prezentowane są wstępne wyniki badań dotyczące procesów stabilizacji i karbonizacji otrzymanych włókien węglowych i włókien kompozytów, zawierających nanorurki. Przeprowadzono badania właściwości elektrycznych i mechanicznych otrzymanych włókien. Dotychczasowe rezultaty wykazują, że w miarę wzrostu średnicy włókna pakowego spada wytrzymałość, a obecność nanododatku zmienia właściwości elektryczne kompozytowych włókien węglowych w porównaniu do włókien czystych.

EN

Commonly used precursor for carbon fibres is polyacrylonitrile (PAN). Recently, more and more types of carbon fibres being available on the market are produced from the processing of petroleum and coals, those are mesophase and isotropic pitches. Coal tar mesophase pitches are suitable precursors to obtain ultra high Young modulus carbon fibres. In this work the possibility to fabricate the pitch - based carbon fibres containing single walled carbon nanotubes is discussed. As the precursor mesophase pitch (AR, Mitsubishi gas Chemical Company) has been used. The work presents preliminary results on the stabilization and carbonization processes of pure mesophase pitch fiber and the fibres with carbon nanotubes. Electrical and mechanical properties of the resulting fibres are studied. It was found that an increase of pitch fibre diameters decreases carbon fibre strength, whereas the presence of carbon nanotubes modifies the electrical properties of composite carbon fibres in comparison to pure carbon fibres.

3

Kompozyty węglowe modyfikowane ceramiką

Gumuła T., Mikociak D., Błażewicz S., Michałowski J.

Karbo

|

2009

|

Nr 1

49-52

PL

Celem pracy było wytworzenie kompozytów C/C modyfikowanych dodatkami ceramicznymi do zastosowań cieplnych i medycznych. Jako materiał na osnowę wykorzystano pak węglowy pochodzenia krajowego, a elementem wzmacniającym były włókna węglowe (Torayca). Wykonano elementy instalacji mikrotechnologicznej do wytwarzania kompozytów. Włókna węglowe nasycano pakiem w specjalnie do tego celu skonstruowanym urządzeniu umożliwiającym w sposób ciągły otrzymywanie taśmy typu prepreg. Szerokość otrzymanej taśmy odpowiadała szerokości formy służącej do ciśnieniowej karbonizacji kompozytów pak/włókno węglowe. Warunki otrzymywania kompozytów C/C ustalano w trakcie procesu optymalizacji opierając się na wynikach badań właściwości mechanicznych próbek kompozytowych. Próbki kompozytu C/C stanowiły materiał wyjściowy do wytwarzania kompozytów węglowo-ceramicznych. Próbki te dosycano żywicą olimetylofenylosiloxanową i analizowano właściwości mechaniczne. Kompozyty C/C modyfikowano nanocząstkami hydroksyapatytu z przeznaczeniem na materiały dla chirurgii kostnej.

EN

The aim of the work was to elaborate C/C composites modified with ceramic additives designed for thermal and medical applications. The composites were studied in view of their mechanical properties. Coal tar pitch was used as a matrix precursor, and carbon fibers (Torayca) as the reinforcement. The elements of microtechnological system for the fabrication of carbon composites have been made. The fibers tow was impregnated with liquid pitch in special unit allowing for continuous forming the prepreg in the shape of tape of suitable width corresponding to the size of mould to realize the pressure carbonization. The processing variables were chosen on the basis of evaluation of the mechanical properties of the resulting composite samples. Pure C/C composites were then modified with various ceramic components depending on final destination. Carbon composites for thermal application were impregnated with polysiloxane resin followed by heat treatment to transform the polymeric precursor into silicon carbide. Carbon composites designed for bone surgery materials were modified with hydroxyapatite in the form of nanoparticles.

4

Otrzymywanie paków mezofazowych na drodze obróbki termicznej

Mikociak D., Żmuda W. A.

Karbo

|

2007

|

Nr 4

196-200

PL

Przedstawiono rezultaty badań nad termopreparacją oleju antracenowego II (A) oraz lekkiej smoły koksowniczej z chłodnic wstępnych i odsmalaczy (B). Surowce te preparowano termicznie do odpowiedniego stopnia przemiany mezofazowej. Celem termopreparacji było uzyskanie paków do produkcji materiałów kompozytowych C-C. Przedstawiono również procedurę termopreparacji paków do paków mezofazowych. Rezultaty badań wskazują, iż pak A charakteryzuje się lepszymi przemianami mezofazowymi w stosunku do paku B i wydaje się być przydatniejszym surowcem do otrzymywania past na osnowy kompozytów C-C.

EN

This work presents the results of studies on the thermo preparation of anthracen oil II (A) and light coal tar from initial coolers and tar removers (B). The raw materials were prepared thermally to appropriate extent of mesophase conversion. The aim of the thermo preparation was to obtain pitches for composite materials C-C production. This work also presents thermo preparation procedures of isotropic pitches to mesophase pitches. The results of studies indicate that pitch A possesses better ability of mesophase changes in comparison with pitch B and it seems to be more useful to obtain some pastes for C-C composite matrix.

5

Mikrostruktura kompozytów węgiel-węgiel otrzymanych metodą P-CVI

Michałowski J., Mikociak D., Błażewicz S.

Karbo

|

2007

|

Nr 4

191-195

PL

Zaprezentowano wyniki przeprowadzonych badań nad kompozytami 2D otrzymanymi z tkaniny węglowej impregnowanej pirolitycznym węglem otrzymanym z fazy gazowej metodą P-CVI (proces pulsacyjnej chemicznej infiltracji z fazy gazowej). Celem pracy było określenie odpowiednich warunków procesu infiltracji do otrzymania materiału kompozytowego o optymalnej gęstości i małej porowatości. Oba te parametry mikrostruktury mają wpływ na właściwości mechaniczne kompozytu. W badaniach wykazano, że w miejscach przeplatania się wiązki włókien elementarnych, z której była zrobiona tkanina, pozostawały duże pustki (otwarte pory) po procesie infiltracji. Proces infiltracji nie był efektywny w przypadku porów o dużych rozmiarach.

EN

This study describes the microstructure of 2-D composite samples obtained by infiltration of porous preform made of carbon tissue with pyrolytic carbon. The P-CVI ( Pulse Chemical Vapour Inifltration) method was applied to densify the fibrous carbon substrate. The aim of this work was to analyze an optimal conditions of the infiltration process of 2D carbon tissue to obtain an optimal density and low porosity. Both these microstructure parameters affect the mechanical properties of materials. It was observed that in the sites of fibers weaves, significant voids (open pores) remained after the infiltration process. The applied process of infiltration did not effective to fill in the pores of higher size.