Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A Study on Antiwear Properties of Graphene Water-Based Lubricant and its Contact with Metallic Materials

Piątkowska A., Romaniec M., Grzybek D., Możdżonek M., Rojek A., Diduszko R.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

71--81

EN

Due to their ecological and financial aspects, water-based lubricants may be competitive in use for production and sustainable technology. The paper presents tribological measurements results in the ball-flat friction node with reciprocal movement. The friction element manufactured of 316L stainless steel and 100Cr6 bearing steel cooperated under mixed friction with the use of water-based lubricants. Firstly, graphene flakes and graphite were applied as lubricant additives, both used as a similar reference material. Secondly, graphene lubricant reduced the friction coefficient and wear of friction elements. Interaction between water and graphene lubricants with 0.1 wt % and 1 wt % of graphene flakes and metal was also investigated. After 30 days of oxidation test in water and graphene lubricants, the Fe sample (Armco iron) surface was covered in graphene flakes with iron oxide structures. A compact coverage of the surface creates a protective layer against intensive oxidation in the distilled water-based graphene lubricant. The tests results have proven that the greater density of graphene flakes in the lubricant, the smaller is the amount of detected oxides. Graphene flakes agglomeration was observed in contact with the iron metal.

PL

Ze względu na proekologiczny oraz finansowy aspekt smary na bazie wody mogą być konkurencyjne w zastosowaniu w produkcji i eksploatacji. W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych w węźle tarcia kula–powierzchnia płaska w ruchu postępowo-zwrotnym. Elementy trące wykonane ze stali nierdzewnej 316L oraz łożyskowej 100Cr6 współpracowały w tarciu mieszanym z udziałem smaru na bazie wody. Jako dodatek zastosowano płatki grafenowe oraz grafit jako podobny materiał referencyjny. Smar grafenowy zmniejszył współczynnik tarcia oraz zużycie materiałów trących. Następnie zbadano oddziaływanie wody i smaru grafenowego 0,1%wt oraz 1%wt płatków grafenowych i metalu. Po 30 dniach kontaktu z próbką z żelaza Armco powierzchnia metalu pokryła się płatkami grafenowymi, na których wykrystalizowały tlenki żelaza. Przy zwartym pokryciu powierzchni uzyskano warstwę zabezpieczającą przed intensywnym utlenianiem w wodzie destylowanej, która stanowiła bazę smaru. Stwierdzono, że im większa zwartość płatków grafenowych w smarze, tym mniejsza ilość detektowanych tlenków. Zaobserwowano aglomerację płatków grafenowych w kontakcie z materiałem żelaza.

2

Właściwości mechaniczne kompozytu Al2O3-ZrO2-grafen

Boniecki M., Wesołowski W., Gołębiewski P., Kaszyca K., Woluntarski M., Piątkowska A., Romaniec M., Ciepielewski P., Krzyżak K.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

317--321

PL

W pracy zbadano wpływ płatków grafenowych na właściwości mechaniczne kompozytu o zawartości wagowej 20% Al2O3-80% ZrO2 (stab. 3%mol Y2O3). Do wykonania próbek użyto handlowego proszku ceramicznego firmy Tosoh oraz tlenku grafenu (GO) otrzymanego w ITME. Kompozyty otrzymano na bazie wodnych (GO) mieszanin obu składników, które po wysuszeniu spiekano metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej od 0% do 1% GO. Spektroskopia Ramana wykazała obecność grafenu w próbkach po spiekaniu. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO odporność na pękanie ma maksimum dla zawartości 0,02% GO (wzrost o 7% w porównaniu do matrycy), wytrzymałość maleje, moduł Younga oraz twardość Vickersa utrzymują się stałe do zawartości 0,2% GO, a następnie maleją.

EN

The effect of graphene flakes on mechanical properties of a composite containing 20 wt.% Al2O3 and 80 wt.% ZrO2 (stabilised with 3 mol.% Y2O3) was studied. A commercial ceramic powder produced by Tosoh (Japan), and graphene oxide (GO) made at the Institute of Electronic Materials Technology (Poland) were used to obtain samples. The composites were obtained basing on aqueous mixtures of both components. After drying, they were sintered by the SPS method. The composites contained from 0% to 1% of GO by weight. Raman spectroscopy revealed the presence of graphene in sintered samples. It has been stated the influence of GO content on mechanical properties of the composites, i.e. fracture toughness had a maximum for 0.02% GO (increased by 7% in comparison to the GO-free matrix), and afterwards strength decreased in the whole GO content range, Young's modulus and Vickers hardness remained constant up to 0.2% GO, and then decreased.

3

Kompozyt Al2O3-ZrO2 wzmocniony płatkami grafenowymi

Boniecki M., Gołębiewski P., Wesołowski W., Woluntarski M., Zybała R., Kaszyca K., Piątkowska A., Romaniec M., Ciepielewski P., Krzyżak K.

Materiały Elektroniczne

|

2016

|

T. 44, nr 1

20--28

PL

W pracy zbadano wpływ płatków grafenowych na właściwości mechaniczne kompozytu o zawartości wagowej 20% Al2O3 - 80% ZrO2 (stab. 3% mol. Y2O3). Do otrzymania próbek użyto handlowy proszek ceramiczny firmy Tosoh, tlenek grafenu (GO) otrzymany w ITME oraz grafen firmy SkySpring Nanomaterials Inc. (GN). Kompozyty otrzymano na bazie wodnych (GO) i alkoholowych (GN) mieszanin obu składników, które po wysuszeniu spiekano w piecu Astro pod jednoosiowym ciśnieniem i metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej: 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1 i 3% GO oraz 0,1% GN. Spektroskopia Ramana wykazała obecność grafenu. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO oraz GN: odporność na pękanie ma maksimum dla zawartości 0,1% GO i GN, wytrzymałość maleje, moduł Younga oraz twardość Vickersa utrzymują się stałe do zawartości 0,5% GO, a następnie maleją.

EN

This research addresses the effect of graphene flakes on the mechanical properties of the composite containing 20 wt. % Al2O3 and 80 wt. % ZrO2 (stab. 3 mol. % Y2O3). The samples were made from a commercial ceramic powder produced by Tosoh, graphene oxide (GO) from ITME and graphene purchased from Skyspring Nanomaterials Inc. (GN). The obtained composites based on an aqueous (GO) and alcohol (GN) mixtures of both components were first dried and then sintered under an uniaxial pressure in an Astro furnace and in a SPS machine. The composites weight content equaled to: 0; 0.1; 0.2; 0.5; 1 and 3% of GO and 0.1% GN. Raman spectroscopy revealed the presence of graphene. It was found that as a function of the GO and GN content, the fracture toughness has a maximum for 0.1% GO and GN, the strength decreases, the Young's modulus and Vickers hardness remain constant up to 0.5% GO, and then decrease.

4

Właściwości mechaniczne w podwyższonej temperaturze ceramiki Y2O3 wzmocnionej płatkami grafenowymi

Boniecki M., Wesołowski W., Gołębiewski P., Zybała R., Kaszyca K., Koziński R., Piątkowska A., Romaniec M., Ciepielewski P., Krzyżak K.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 4

324--328

PL

W pracy badano wpływ płatków grafenowych oraz temperatury (w zakresie od 20 °C do 800 °C) na właściwości mechaniczne kompozytu Y2O3-grafen w funkcji zawartości tlenku grafenu (GO) w kompozycie. Do otrzymania próbek użyto handlowego nanometrycznego proszku Y2O3 o czystości 99,99% i płatków tlenku grafenu (GO) otrzymanych w ITME. Kompozyty otrzymano na bazie wodnej mieszaniny obu składników, którą po wysuszeniu spiekano pod jednoosiowym ciśnieniem (metoda HP) i metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej GO 1% i 3%. Spektroskopia Ramana potwierdziła obecność zredukowanego tlenku grafenu (RGO) w otrzymanych kompozytach. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO wzrasta wytrzymałość na zginanie σc dla próbek spiekanych metodą HP o ok. 21% i 28% metodą SPS. Z kolei odporność na pękanie KIc malała w funkcji zawartości GO dla próbek spiekanych metodą HP, ale za to rosła dla próbek spiekanych metodą SPS o ok. 78%. W funkcji temperatury σc rosło o 15% (dla 800 °C) w przypadku Y2O3 spiekanego metodą HP i nie zmieniało się dla kompozytów z GO. Z kolei dla próbek spiekanych metodą SPS σc nie zmieniało się dla Y2O3 , wzrosło o ok. 8% dla 1% GO i o 19% dla 3% GO. KIc malało w funkcji temperatury dla Y2O3 spiekanego metodą HP, ale za to rosło dla kompozytów zawierających 1% i 3% GO odpowiednio o 39% i 73%. W przypadku tworzyw spiekanych metodą SPS KIc wzrosło w funkcji temperatury o ok. 88% dla Y2O3, o 20% dla 1% GO i o 26% dla 3% GO. Mechanizm wzmacniania przez płatki GO polegał na skręcaniu płaszczyzny pękania i blokowaniu jego propagacji.

EN

The influence of graphene flakes and temperature (in the range of 20 °C to 800 °C) on mechanical properties of Y2O3-graphene composites was studied. In order to obtain samples the commercial nano-sized Y2O3 powder with a purity of 99.99% and GO flakes obtained in ITME were used. The composites were manufactured basing on an aqueous mixture of both components, which was dried and sintered using HP and SPS methods. The composites contained 1% and 3% by weight of graphite oxide (GO). Raman spectroscopy confirmed the presence of reduced graphene oxide (RGO) in the resulting composites. It was found that as a function of the GO content the bending strength σc increased by approx. 21% and 28% for composites sintered using HP and SPS, respectively. In turn, the KIc fracture toughness decreased as a function of the GO content in the HP sintered samples, but it increased by approx. 78% for the samples sintered using SPS. In case of the HP sintered samples, σc increased by 15% at 800 °C for Y2O3, but did not change for the composites with GO. On the other hand, for the SPS sintered samples, σc did not change for Y2O3, but it increased by approx. 8% and 19% for the composites with 1% and 3% GO additive, respectively. KIC decreased as a function of temperature for the Y2O3 sintered by HP, but it increased by 39% and 73% for the composites with 1% and 3% GO additive, respectively. In case of the SPS sintered ceramics KIC increased at 800 °C by approx. 88% for Y2O3, 20% and 26% for 1% and 3% GO additive. The mechanism of toughening by RGO flakes consisted of twisting the plane of fracture and blocking of crack propagation.

5

Preparatyka nanoproszków tytanianu baru metodą hydrotermalną

Wajler A., Sidorowicz A., Jach K., Węglarz H., Romaniec M., Diduszko R.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

105--109

PL

W pracy badano wpływ warunków syntezy hydrotermalnej nanocząstek BaTiO3 z użyciem azotanu, chlorku lub wodorotlenku baru oraz nanoproszku tlenku tytanu w temperaturach 100-200 °C. We wszystkich badanych przypadkach rentgenowska analiza fazowa potwierdziła istnienie BaTiO3. Jednakże, morfologia proszków uzyskiwanych w odmiennych warunkach zasadniczo się różniła. W przypadku zastosowania niższych temperatur syntezy (100-150 °C) cząstki miały postać wielościanów lub kształt gwiazd. Synteza w 200 °C pozwoliła na uzyskanie sferycznych cząstek, których rozmiar i stopień aglomeracji zależały od czasu procesu oraz rodzaju zastosowanych substratów.

EN

In this work the experimental conditions for growth of BaTiO3 nanoparticles in aqueous solutions using of barium nitrate, chloride or hydroxide were studied at 100-200°C. In all of the studied cases XRD proved the existence of BaTiO3 after hydrothermal synthesis. However, the morphology of the obtained powders was different. At lower temperatures (100-150 °C) star-like or polyhedron nanoparticles were observed. Synthesis at 200 °C allowed obtaining spherical particles of size and degree of agglomeration dependent on the process time and the type of the substrates used.

6

InP nanowires quality control using SEM and Raman spectroscopy

Grodecki K., Dumiszewska E., Romaniec M., Strupinski W.

Materials Science Poland

|

2016

|

Vol. 34, No. 4

851--855

EN

Three different types of samples of InP nanowires, i.e. undoped, doped with Si and doped with Te, were grown and measured using SEM and Raman spectroscopy. Scanning Electron Microscope (SEM) images showed differences in the length, homogeneity and curvature of the nanowires. The most homogenous wires, grown most perpendicular to the surface, were those Si doped. They were also the shortest. Raman spectroscopy showed that the nanowires doped with Si had the lowest Full Width at Half Maximum (FWHM) TO band, which suggests the highest crystal quality of these wires. For the wires doped with Te, which were the most inhomogeneous, a low energy acoustic band was also observed, which suggests the lowest crystal quality of these structures.

7

Właściwości mechaniczne ceramiki Y2O3 wzmocnionej płatkami grafenowymi

Boniecki M., Librant Z., Wesołowski W., Gołębiewski P., Zybała R., Kaszyca K., Koziński R., Librant K., Piątkowska A., Romaniec M., Ciepielewski P., Krzyżak K., Kurpaska Ł.

Materiały Elektroniczne

|

2015

|

T. 43, nr 3

15--24

PL

W pracy badano wpływ płatków grafenowych na właściwości mechaniczne kompozytu Y2O3 – grafen w funkcji sposobu przygotowania zawiesin tlenku grafenu GO oraz jego zawartości w kompozycie. Do otrzymania próbek użyto handlowy nanometryczny proszek Y2O3 o czystości 99,99% i GO otrzymany w ITME. Kompozyty otrzymano na bazie wodnej mieszaniny obu składników, którą spiekano po wysuszeniu w piecu Astro pod jednoosiowym ciśnieniem i metodą SPS. Wykonano kompozyty o zawartości wagowej GO 1 i 3%. Spektroskopia Ramana potwierdziła obecność zredukowanego tlenku grafenu w otrzymanych kompozytach. Poza pojedynczymi przypadkami sposób przygotowania zawiesin GO nie miał wpływu na wartości mierzonych właściwości mechanicznych. Stwierdzono, że w funkcji zawartości GO dla próbek spiekanych w piecu Astro twardość oraz moduł Younga nieznacznie maleją, wytrzymałość na zginanie rośnie maksymalnie o ok. 30% dla 3% GO. Odporność na pękanie mierzona na belkach z karbem nieznacznie maleje w funkcji zawartości GO, ale za to rośnie odporność na pękanie mierzona metodą Vickersa (o ok. 50%). Odporność na pękanie próbek spiekanych metodą SPS rośnie maksymalnie ok. 80% (dla obu metod pomiaru). Zaobserwowany na zdjęciach pęknięć Vickersa mechanizm wzmacniania przez płatki GO, polegał na skręcaniu płaszczyzny pękania i blokowaniu jego propagacji.

EN

The influence of graphene flakes on the mechanical properties of Y2O3 – graphene composite as a function of the preparation method of the suspensions of graphene oxide GO and its content was studied. To obtain samples, a commercial nano-sized Y2O3 powder with a purity of 99.99% and GO fabricated at ITME were used. The composites were based on an aqueous mixture of both components. They were sintered after drying under uniaxial pressure in an Astro furnace and an SPS machine. The GO weight content in the case of these composites was 1 and 3%. Raman spectroscopy confirmed the presence of reduced graphene oxide in the resultant composites. Besides isolated cases,the preparation of the GO suspensions did not affect the measured mechanical properties. It was found that for the samples sintered in the Astro furnace both hardness and Young's modulus as function of the GO content were slightly reduced, whereas the bending strength increased to approx. 30% for 3% GO. In addition, the fracture toughness measured at the notched beams decreased slightly as a function of the GO content but grew (about 50%) for the fracture toughness measured by the Vickers method. The fracture toughness of the samples sintered in the SPS machine increased up to about 80% for both measurement methods. The mechanism of reinforcing the material with graphene flakes observed in the pictures of the Vickers cracks was based on crack deflection and crack blocking.

8

Rentgenowska topografia dyfrakcyjna defektów sieci krystalicznej w monokryształach MgAl2O4 i ScAlMgO4 otrzymywanych w różnych warunkach technologicznych

Wierzbicka E., Malinowska A., Wierzchowski W., Kisielewski J., Świrkowicz M., Szyrski W., Romaniec M., Mazur K.

Materiały Elektroniczne

|

2015

|

T. 43, nr 1

29--39

PL

Za pomocą konwencjonalnej rentgenowskiej topografii dyfrakcyjnej scharakteryzowana została realna struktura monokryształów spinelu magnezowego MgAl2O4 i monokryształów ScAlMgO4 (SCAM). Badania uzupełniające prowadzono za pomocą dyfraktometrii wysokorozdzielczej, skaningowej mikroskopii elektronowej, mikroanalizy rentgenowskiej oraz metod polaryskopowych. Topogramy MgAl2O4 wskazują na jakość kryształów pozwalającą na przeprowadzenie szczegółowych badań realnej struktury metodami rentgenowskiej topografii dyfrakcyjnej. W żadnej z badanych próbek nie zaobserwowano kontrastów pochodzących od pasm segregacyjnych. Topogramy badanych kryształów ujawniają obecność rdzenia w centralnej części próbek, często z wyraźnie zaznaczonymi obszarami ściankowanymi odpowiadającymi wzrostowi na niskowskaźnikowych płaszczyznach krystalograficznych. W zewnętrznej części rdzenia zaobserwowano liczne kontrasty dyfrakcyjne związane najprawdopodobniej z defektami objętościowymi typu solute trails oraz wyraźne kontrasty związane z grupą dyslokacji. Za pomocą topografii dwukrystalicznej ujawniono naprężenia związane z rdzeniem oraz defektami objętościowymi solute trails. Ze względu na tendencję do rozwarstwiania się kryształu ScAlMgO4 badania przeprowadzono na wybranych próbkach otrzymanych przez mechaniczne rozdzielenie materiału. Topogramy dwukrystaliczne ujawniły kontrast dyfrakcyjny odzwierciedlający poszczególne warstwy materiału. Szczegóły rozdzielania się warstw ujawniły obserwacje SEM.

EN

Conventional X-ray diffraction topography was used for characterization of the real structure of MgAl2O4 and ScAlMgO4 (SCAM) single crystals. Complementary investigations were performed by means of high resolution X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and polariscopic methods. The obtained topographs indicated a good crystallographic quality of the examined MgAl2O4 crystals. In all investigated crystals no segregation fringes were observed. A distinct core region was revealed in all samples, often including three or more facetted regions. Some contrast connected with solute trails and groups of dislocations were observed in the region outside the core. The double-crystal topographs indicated the presence of distinct residual strains connected with the core and other defects. In view of the tendency for ScAlMgO4 to split into layers, the investigations were performed using the samples obtained by mechanical cleavage. The double-crystal topographs revealed diffraction contrast corresponding to consecutive “layers” of the material. The details of splitting were shown by SEM investigation, which also confirmed the homogeneity of the crystal.

9

Badanie struktury defektowej w nowych rodzajach scyntylacyjnych monokryształów mieszanych granatów lutetowo-itrowo-glinowych [LuxY1-x]3Al5O12 (LuYAG) niedomieszkowanych oraz aktywowanych prazeodymem

Malinowska A., Wierzbicka E., Wierzchowski W., Mazur K., Romaniec M., Kisielewski J., Świrkowicz M., Szyrski W., Drozdowski W.

Materiały Elektroniczne

|

2015

|

T. 43, nr 1

11--28

PL

Przedmiotem pracy jest ujawnienie i charakteryzacja realnej struktury nowych typów scyntylacyjnych monokryształów mieszanych granatów lutetowo-itrowo-glinowych (LuxY1-x)3Al5O12 (LuYAG) aktywowanych prazeodymem oraz niedomieszkowanych. Badania wykonano przy użyciu konwencjonalnego źródła promieniowania rentgenowskiego metodą rentgenowskiej topografii dwukrystalicznej oraz za pomocą dyfraktometrii wysokorozdzielczej. Wykonano również badania polaryskopowe. Na wybranych próbkach przeprowadzono badanie jednorodności składu chemicznego za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego z przystawką do spektroskopii z dyspersją energii (EDX). Topogramy rentgenowskie przebadanych próbek wskazują na dobrą jakość strukturalną badanych monokryształów. Pewnym problemem strukturalnym zaobserwowanym na wykonanych topogramach dwukrystalicznych są naprężenia sieci, których pierwotną przyczyną są efekty segregacyjne i różne obszary ściankowane.

EN

The present paper concerns revealing and detailed characterization of the real structure of the new scintillator crystals of mixed lutetium-yttrium-aluminum garnets (LuxY1-x)3Al5O12 (LuYAG) , either undoped or activated by praseodymium. The characterization of the crystals has been performed by means of the following methods, using conventional X-ray sources: double crystal topography and high resolution diffractometry. Polariscopic investigations have also been performed. Moreover, selected samples have been studied by scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attachment, among others to investigate their chemical homogeneity. The topographs of the analyzed samples indicate a good crystallographic quality of the crystals. Some crystallographic imperfections include residual strains, primarily caused by dopant and chemical composition segregation as well as some facetted regions.

10

Zmiany parametrów optycznych i elektrycznych diod laserowych na pasmo 808 nm i 880 nm w czasie długotrwałej pracy

Dąbrowska E., Teodorczyk M., Krzyżak K., Romaniec M., Sobczak G., Maląg A.

Materiały Elektroniczne

|

2014

|

T. 42, nr 3

5--10

PL

Zaprezentowane zostały zmiany parametrów optycznych i elektrycznych diod podczas długotrwałej pracy: zmniejszenie mocy wyjściowej, zwiększenie prądu progowego jak i zmiana długości fali emisji - dla diod na pasmo 880 nm w kierunku fal krótszych oraz dla diod na pasmo 808 nm w kierunku fal dłuższych.

EN

The following changes in optical and electrical parameters for diodes during long-term operation are presented: reduction in the output power, increase in the threshold current and change in the emission wavelength for diodes emitting at 880 nm towards shorter wavelengths and for diodes emitting at 808 nm towards longer wavelengths.

11

Comparison of thermoelectric properties of polycrystalline and sintered PbTe doped with chromium and iodine

Królicka A., Hruban A., Materna A., Piersa M., Strzelecka S., Dalecki W., Romaniec M., Orliński K.

Materiały Elektroniczne

|

2014

|

T. 42, nr 1

5--12

EN

In this paper we compare the electrical and thermoelectric properties of polycrystalline PbTe doped with chromium and iodine, obtained by the Bridgman method and the sintered material obtained following the powder processing procedure. The highest values of the Seebeck coefficient for the polycrystalline and sintered material are as follows: - 160 μV/K (T = 675 K) and - 311 μV/K (T = 573 K), respectively, thus indicating a significant improvement in the thermoelectric properties of the sintered material. The studies of the influence of the powder particle size on the properties of the sintered material were carried out.

PL

W artykule przedstawiono porównanie własności elektrycznych i termoelektrycznych polikrystalicznego tellurku ołowiu domieszkowanego chromem i jodem, otrzymanego za pomocą metody Bridgmana z własnościami materiału spiekanego otrzymanego z proszków. Najwyższe wartości współczynnika Seebecka polikrystalicznego materiału i materiału po spiekaniu wynoszą odpowiednio: - 160 μV/K (T = 675 K) oraz - 310 μV/K (T = 573 K) i wskazują na znaczną poprawę parametrów termoelektrycznych materiału otrzymanego w wyniku spiekania. Przeprowadzono badania wpływu wielkości ziaren proszku na własności materiału spiekanego.

12

Wpływ składu chemicznego fazy ciekłej na własności niedomieszkowanych kryształów Bi2Se3

Hruban A., Materna A., Strzelecka S., Piersa M., Orłowski W., Jurkiewicz-Wegner E., Diduszko R., Romaniec M., Dalecki W., Wołoś A.

Materiały Elektroniczne

|

2013

|

T. 41, nr 3

27--39

PL

W pracy przedstawione są wyniki badań dotyczących otrzymania dużych kryształów Bi2Se3 (L ~ 140 mm) typu n o obniżonej koncentracji nośników prądu. Materiał taki jest niezbędny do otrzymania kryształów Bi2Se3 domieszkowanych Ca na typ p, dla których możliwe są obserwacje elektronów z topologicznej, metalicznej powierzchni. Kryształy wzrastały zmodyfikowaną metoda Bridgmana. Własności fizyczne otrzymanych kryształów oceniano przy zastosowaniu następujących metod: parametry elektryczne przez pomiar rezystywności i efektu Halla w temperaturze pokojowej i w funkcji temperatury w zakresie (10 – 320 )K, pomiar składu atomowego metodą EDX, składu chemicznego metodą XRD, jakość struktury oceniano przez obserwację w mikroskopie optycznym, skaningowym i AFM. Otrzymano kryształy typu n o koncentracji nośników w zakresie 2 x 1019 cm-3 – 3 x 1017 cm-3. W obszarach o koncentracji n < 5 x 1018 cm-3 obserwuje się wytrącenia Se. Duże zagęszczenie wydzieleń obserwuje się w końcowej części hodowanych kryształów powyżej 0,9 ich długości. Na próbkach o koncentracji nośników ~ 3 x 1017 cm-3 w pomiarach rezystywności w funkcji temperatury w obszarze T < 30 K obserwuje się wzrost rezystywności ze spadkiem temperatury, wskazujący na półprzewodnikowe własności tego materiału.

EN

In this paper the results of the investigation into growth of n – type Bi2Se3 crystals with decreased carrier concentration are presented. Such a material is used for obtaining Ca – doped p – type Bi2Se3, in the case of which the observation of electrons from the metallic topological surface is possible. Crystals were grown by the Vertical Bridgman method (VB). For the evaluation of their physical properties the following methods were applied: resistivity and Hall effect measurements at room temperature and as a function of temperature in the (10 – 320) K range, EDX (atomic composition of compounds), XRD (chemical composition), Nomarski microscopy, scanning microscopy and AFM. Crystals with n – type conductivity and carrier concentration in the range between 2 x 1019 cm-3 and 3 x 1017 cm-3 were grown. In the material with carrier concentration n < 5 x 1018 cm-3 the precipitates of metallic Se were observed. A high concentration of Se inclusions as detecteded in the tail part of the crystals, above 0.9 of their length, when the Se excess in the melt was significantly raised. For the samples with carrier concentration n ~ 3 x 1017 cm-3, an increase in resistivity when decreasing the temperature was observed, which indicates semiconducting properties of the material.

13

Mechanika kruchego pękania ceramiki korundowej wzmocnionej płatkami grafenowymi

Boniecki M, Librant Z., Wajler A., Węglarz H., Wesołowski W., Koziński R., Librant K., Piątkowska A., Romaniec M.

Materiały Elektroniczne

|

2013

|

T. 41, nr 4

3--9

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań nad wytworzeniem kompozytów ceramiki korundowo - grafenowej. Do otrzymania próbek użyto submikronowy proszek Al2O3 o czystości 99,99 % firmy Taimei oraz tlenek grafenu otrzymany w Zakładzie Technologii Chemicznych ITME. Kompozyty wykonano na bazie wodnej mieszaniny obu składników stosując metodę granulacji kriogenicznej. Wykonano kompozyty o zawartości ok.: 0,02, 0,05 i 0,29 % objętości grafenu. Spektroskopia Ramana potwierdziła obecność grafenu w otrzymanych kompozytach. W pracy przeprowadzono badania wpływu udziału grafenu na mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne wytworzonych kompozytów. Stwierdzono, że w funkcji zawartości grafenu zwiększa się porowatość otrzymanych próbek oraz jednocześnie zmniejsza się wielkość ziaren korundowych. Powoduje to zmniejszanie się twardości Vickersa i modułu Younga. Wytrzymałość na zginanie osiąga maksimum równe 295 ± 32 MPa dla zawartości grafenu 0,02 % objętości, a następnie maleje dla większych zawartości grafenu do wartości ~ 230 MPa odpowiadającej ceramice korundowej. Odporność na pękanie mierzona metodą zginania trójpunktowego belek z karbem wynosi około 3,9 MPam1/2 . Zdjęcia przełamów oraz pęknięć wokół odcisków Vickersa pokazują obecność mostków grafenowych na granicach ziaren co może powodować obserwowany wzrost wytrzymałości kompozytu w porównaniu z czystą ceramiką korundową.

EN

The aim of this study was the preparation of alumina-graphene composites using commercial submicron Al2O3 powder (by Taimei, with a purity of 99.99 %) and graphene oxide fabricated at the Department of Chemical Technology of ITME. In order to obtain a uniform powder mixture containing graphene vol % of 0.02, 0.05 and 0.29 the aqueous suspensions were produced by freeze granulation. Raman spectroscopy confirmed the presence of graphene in the resultant composites. The influence of the graphene content on the microstructure and mechanical properties of the composites was analyzed. It was found that the porosity level increases and the grain size of the composites decreases when the graphene content rises. As a result, both Vickers hardness and Young’s modulus are decreased. Bending strength reaches its maximum level of 295 ± 32 MPa for the graphene content of 0.02 vol % and next decreases to about 230 MPa, which corresponds to the value obtained for pure alumina. Fracture toughness measured using a three point bending test for notched beams is around 3.9 MPam1/2 . SEM pictures of the broken samples and Vickers cracks indicate the presence of graphene bridges at grain boundaries, which is likely to increase the strength of the composite when compared with that of pure corundum ceramics.

14

Badania degradacji diod laserowych na pasmo 880 nm

Dąbrowska E., Nakielska M., Teodorczyk M., Sobczak G., Romaniec M., Malag A.

Materiały Elektroniczne

|

2012

|

T. 40, nr 1

3-13

PL

Celem pracy było zbadanie przyczyn degradacji laserów mocy i ich związku z wykonywaniem poszczególnych operacji technologicznych (processing, montaż, napylanie luster) na degradację diod na pasmo 880 nm. Dla badanych diod o długości ich życia decydowały przede wszystkim poprawność wykonania luster oraz wprowadzający naprężenia montaż. Praca posłużyła do modernizacji technologii wytwarzania diod laserowych celem zwiększenia zysku.

EN

The influence of following technology processes (such as: wafer processing, montage, mirror deposition) on degradation of laser diodes emitting at 880 nm band was studied. Those investigations helped to improve technology of laser diode production.