Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of High-Temperature Oxidizing Conditions on AlCoCrCuNi High Entropy Alloys with and without Silicon Addition

Gawel R., Rogal Ł., Przybylski K., Matsuda Kenji

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 2

471--478

EN

Initial investigations on oxidation behaviour and phase transformations of equimolar AlCoCrCuNi high entropy alloy with and without 1 at.% silicon addition during 24-hr exposure to air atmosphere at 1273 K was carried out in this work. After determining the oxidation kinetics of the samples by means of thermogravimetric analysis, the morphology, chemical and phase compositions of the oxidized alloys were determined by means of scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analysis. Additional cross-section studies were performed using transmission electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy and selected area electron diffraction. From all these investigations, it can be concluded that minor silicon addition improves the oxidation kinetics and hinders the formation of an additional FCC structure near the surface of the material.

2

Układ i program do wyznaczania parametrów schematu zastępczego superkondensatora

Przybylski K., Szewczyk A.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2018

|

Nr 60

105--108

PL

W pracy przedstawiono prototyp urządzenia do wyznaczania parametrów schematu zastępczego superkondensatora na podstawie jego charakterystyki ładowania i rozładowania. Urządzenie składa się ze sterowanego źródła prądowego do ładowania i rozładowywania superkondensatora, przetwornika analogowo-cyfrowego do pomiaru prądu i napięcia w trakcie eksperymentu oraz mikroprocesora do sterowania pomiarem i komunikacji z komputerem na którym uruchomiony jest program sterujący. W celu sprawdzenia poprawności działania wykonanego prototypu urządzenia przeprowadzono szereg pomiarów dla wybranych dostępnych w handlu superkondensatorów. Przeprowadzone badania potwierdziły poprawność pracy zaprojektowanego układu. Oszacowane wartości rezystancji szeregowej i pojemności superkondensatorów mieszczą się w zakresach podanych przez producentów w notach katalogowych.

EN

The paper presents the measurement set-up for estimation of supercapacitor’s equivalent circuit parameters based on its charging and discharging characteristics. The designed set-up consists of a controlled current source for charging and discharging the supercapacitor under test, an analog-to-digital converter for measuring current and voltage during the experiment and a microprocessor for controlling the measurement and for communication with the computer on which the control program is running. The program allows to set measurement parameters and presents the results of calculations of equivalent circuit parameters. The supercapacitor equivalent circuit consists of two parallel RC branches. The first one represents the series resistance and the capacity of the Helmholtz layer, while the second one relates to the diffusion of charges. In order to check the correctness of the operation of the measurement set-up, a series of measurements was carried out on commercially available supercapacitors. Their characteristics were measured for different values of charging current. Based on the obtained characteristics, the electrical parameters were determined and compared with manufacturers data. The estimated values of series resistance and capacitance are within the ranges given by datasheet.

3

The evidence based design and the evidence based practise for healthcare design – interdisciplinary approach

Bil J. S., Leicht K., Przybylski K.

Przestrzeń i Forma

|

2017

|

nr 29

23--34

EN

Healthcare infrastructure user’s satisfaction and safety is strongly dependent on dedicated space and the environment. The main goal of the EBD/EBP is to provide suitable solutions for the building and its users, based on the interdisciplinary approach, and reflected in diverse scientific evidence that is taken into account.

PL

Satysfakcja i bezpieczeństwo użytkownika obiektów służby zdrowia jest zależne od właściwego i dedykowanego jego potrzebom środowiska i przestrzeni. Głównym celem EBD/EBP, jest zapewnienie odpowiednich rozwiązań przestrzennych użytkownikom, bazując na podejściu interdyscyplinarnym i wykorzystując szeroki wachlarz dowodów naukowych.

4

Electrical Properties Of Indium And Yttrium-Doped Barium Cerate-Based Compounds For Use As Ceramic Fuel Cell Electrolytes

Gaweł R., Przybylski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

989--992

EN

The aim of this work is to compare the electrical properties of BaCe0.85Y0.15O3−δ (BCY15), BaCe0.70In0.30O3−δ (BCI30) and a composite material consisting of 30%vol. BCY15 and 70%vol. Ce0.85Y0.15O2−δ (YDC15). BCY15 and YDC15 were synthesized by co-precipitation, whereas BCI30 was obtained using the solid-state reaction method. Pellets were initially formed from powders at 5 MPa, after which they were isostatically pressed at 250 MPa and sintered at 1500°C. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to determine the electrical properties of the samples in both air (pO2 = 0.021 MPa) and Ar-5%H2 atmospheres. In the temperature range 200-400°C in air atmosphere the highest conductivity values were determined for BCY15 (5,22·10−5 − 2.74·10−3 S/cm). On the other hand, the electrical conductivity values obtained for Y70B30 in both atmospheres between 200 and 550°C are in the order of magnitude of 10−7 − 10−3 S/cm. Consequently, it can be concluded that the compounds exhibit significant H+ and O2− electrical conductivity at temperatures above 500°C, which indicates the possibility for their potential use as ceramic fuel cell electrolytes.

PL

Celem niniejszej pracy jest porównanie właściwości elektrycznych związków BaCe0.85Y0.15O3−δ (BCY15), BaCe0.70In0.30O3−δ (BCI30) oraz materiału kompozytowego złożonego z mieszaniny 30%obj. BCY15 i 70%obj. Ce0.85Y0.15O2−δ (YDC15). Proszki BCY15 i YDC15 były syntezowane metodą współstrącania, natomiast proszek BCI30 otrzymano metodą reakcji w fazie stałej. Z proszków formowano wstępnie pastylki pod ciśnieniem 5 MPa, a następnie prasowano izostatycznie pod ciśnieniem 250 MPa i spiekano w temperaturze 1500°C. W celu określenia właściwości elektrycznych próbek posłużono się metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Badania wykonano w atmosferze powietrza (pO2 = 0.021 MPa) oraz w mieszaninie gazów Ar-5%H2. W zakresie temperatur 200-400°C w atmosferze powietrza najwyższe wartości przewodnictwa uzyskano w przypadku BCY15 (5,22·10−5 − 2.74·10−3 S/cm). Natomiast wartości przewodnictwa dla Y70B30 mierzone w obu atmosferach w zakresie 200-550°C są rzędu 10−7 − 10−3 S/cm. Z otrzymanych wyników badań wynika, że w/w związki posiadają znaczne przewodnictwo zarówno protonowe (H+) jak i jonowe (O2−) w temperaturach powyżej 500°C, co wskazuje na możliwość potencjalnego zastosowania tych materiałów jako elektrolity w ceramicznych ogniwach paliwowych.

5

Identyfikacja zagrożeń na stanowiskach pracy strażaków zawodowych

Wejman M., Przybylski K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Organizacja i Zarządzanie

|

2013

|

Nr 59

69--84

PL

W artykule przedstawiono analizę zagrożeń, na jakie są narażeni strażacy zawodowi. Pozwoli ona na oszacowanie ryzyka zawodowego, a także będzie stanowić podstawę podjęcia właściwych działań korekcyjnych i profilaktycznych. Ryzyko zawodowe strażaków zależy przede wszystkim od rodzaju akcji ratowniczych. Badaniami związanymi z bezpieczeństwem strażaków, a także poszukiwaniem rozwiązań ograniczających ryzyko, powinni się zajmować zarówno naukowcy, jak i pracodawcy oraz służby BHP.

EN

The paper presents an analysis of the threats faced by professional firefighters. It will work on risk assessment and will form the basis for taking appropriate corrective and preventive actions. Occupational hazards firefighters depends primarily on the type of rescue. The research related to the safety of firefighters, as well as finding solutions to reduce the risk should deal with both scientists and professionals, employers and health and safety.

6

Ochronne układy warstwowe AL453/(Mn,Co)3O4 jako metaliczne interkonektory do ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Brylewski T., Kruk A., Adamczyk A., Kucza W., Dąbek J., Przybylski K.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

20--27

PL

Jednym z potencjalnych materiałów konstrukcyjnych do wytwarzania metalicznych interkonektorów dla średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC jest stal ferrytyczna AL453. Jednakże parowanie chromu ze zgorzeliny, powstałej na tej stali, powoduje powolną degradację właściwości elektrycznych elementów interkonektora. W celu poprawy sprawności ogniwa zastosowano modyfikację powierzchniową materiału interkonektora, polegającą na wytworzeniu na jego powierzchni powłoki ochronnej na osnowie spinelu manganowo-kobaltowego. Metodą sitodruku w połączeniu z odpowiednią obróbką termiczną wytworzono powłokę Mn1,5Co1,5O4 stanowiącą efektywną barierę zaporową dla odrdzeniowej dyfuzji chromu ze stali AL453 i tym samym istotnie ograniczającą tworzenie się lotnych par Cr ze zgorzeliny. Fakt ten potwierdzono pomiarami szybkości parowania chromu z powierzchni układu warstwowego stal/powłoka w warunkach przepływu mieszaniny powietrze/H2O w 1073 K.

EN

Ferritic steel AL453 is one of the potential metallic interconnect construction materials for the intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC). However, the evaporation of chromium from the scale formed on this ferritic steel results in slow degradation of the electrical properties of the interconnect elements. In order to improve cell efficiency the surface of the interconnect material was modified by applying a protective coating on a manganese-cobalt spinel matrix. The Mn1.5Co1.5O4 coating was formed via screen-printing combined with the appropriate thermal treatment. This coating is an effective barrier against outward chromium diffusion from the AL453 steel and, therefore, significantly inhibits the formation of volatile Cr vapours from the scale. This fact was confirmed by measuring the chromium vaporization rate from the surface of the steel/coating layer system in a flowing air/H2O mixture at 1073 K.

7

Fizykochemiczne właściwości układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w atmosferze powietrza i mieszanin gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O

Brylewski T., Bućko M.M., Rakowska A., Dąbek J., Przybylski K.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

8--19

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania i właściwości elektrycznych stali ferrytycznej Fe-25Cr z powłoką (La,Ca)CrO3 podczas jej utleniania w 1073 K w powietrzu i mieszaninach gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O. Badaniom poddano stal DIN 50049 z naniesioną pastą (La,Ca)CrO3 przy pomocy metody sitodruku. Do przygotowania pasty użyto mikroproszku La0,8Ca0,2CrO3, który otrzymano metodą współstrącania i kalcynacji. Kinetykę wzrostu zgorzeliny na stali czystej oraz pośredniej warstwy reakcyjnej na granicy rozdziału stal/powłoka układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w w/w warunkach można opisać w przybliżeniu prawem parabolicznym. Morfologię oraz skład chemiczny i fazowy produktów utleniania stali czystej i stali z powłoką (La,Ca)CrO3 badano przy pomocy SEM-EDS, TEM-SAD i XRD. Wpływ pośredniej warstwy reakcyjnej na właściwości elektryczne badanego układu stal/powłoka przedyskutowano w aspekcie jego przydatności do konstrukcji metalicznych interkonektorów dla ogniw paliwowych SOFC.

EN

The oxidation kinetics and electrical properties of the Fe-25Cr stainless steel coated in the (La,Ca)CrO3 thick film were studied during its oxidation at 1073 K in air and Ar/H2/H2O and Ar/CH4/H2O gas mixtures. The material for the experiments was the DIN 50049 steel covered with the (La,Ca)CrO3 paste, using the screen printing method. To prepare the paste, La0.8Ca0.2CrO3 micropowder was obtained via co-precipitation and calcination. The kinetic growth of the scale on pure steel and of the intermediate reactive layer at the steel/coating interface of the Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 layer system in the afore-mentioned conditions approximately follows the parabolic rate law. The morphology, and the chemical and phase compositions of the oxidation products of pure steel and the steel coated with (La,Ca)CrO3 were investigated using SEM-EDS, TEM-SAD and XRD analyses. The effect of the intermediate reactive layer on the electrical properties of the studied system is discussed in terms of its applicability for the construction of metallic interconnects used in SOFCs.

8

Mn1.5Co1.5O4 spinel conducting coatings on Al453 ferritic steel with regard to their application as interconnects in IT-SOFC

Kruk A., Stygar M., Brylewski T., Przybylski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

377--381

EN

The ferritic AL453 steel is one of potential metallic interconnect materials for intermediate-temperature solid oxide fuel cells. However, the evaporation of chromium from the chromia scale formed on this steel and the increasing thickness of this scale result in the slow deterioration in the electrical properties of the interconnect’s elements. In order to improve fuel cell efficiency, the surface of the interconnect material was modified by applying a protective-conducting Mn1.5Co1.5O4spinel coating. Thermal and electrical tests of the La0.8Sr0.2FeO3 cathode - AL453/ Mn1.5Co1.5O4 interconnect system at 1073 K for 200 hrs in air confirmed the effectiveness of the spinel layers as a means of stopping chromium diffusion from the AL453 steel and inhibiting oxidation, while at the same time promoting electrical contact and minimizing cathode-interconnect interfacial resistance.

PL

Jednym z potencjalnych materiałów na metaliczne interkonektory do stałotlenkowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC jest stal ferrytyczna AL453.Wzwiązku z parowaniem chromu z powierzchni ochronnej zgorzeliny tlenku chromu oraz wzrostem jej grubości następuje pogorszenie właściwości elektrycznych interkonektora. W celu poprawy wydajności ogniwa paliwowego, stosuje się modyfikacje interkonektor polegającą na nakładaniu na jego powierzchni ochronno-przewodzącej powłoki spinelu Mn1.5Co1.5O4. Przeprowadzone testy termiczne i elektryczne układu katoda La0.8Sr0.2FeO3- interkonektor AL453/ Mn1.5Co1.5O4w 1073 K przez 200 godz. w powietrzu potwierdziły wysoką efektywność powłoki spinelowej jako bariery zaporowej dla dyfuzji chromu ze stali AL453 oraz jej utleniania co w efekcie prowadzi do spadku oporu elektrycznego na interfejsach układu katoda-interkonektor.

9

Long-term chemical stability of BaCe0,85Y0,15O3-δ + Ce0,85Y0,15O2-δ composite samples at room temperature and at 873 K for use in dual PCFC-SOFC fuel cells

Gawel I., Viviani M, Przybylski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

393--397

EN

The goal of this work is to compare the long-term chemical stability of BaCe0,85Y0,15O3-δ and Ce0,85Y0,15O2-δ bulk composite samples to that of pure BaCe0,85Y0,15O3-δ after ageing for 600 hours in CO2 /H2 O atmosphere at room temperature and N2 /H2 O atmosphere at 873 K. Differential Thermal Analysis and Thermogravimetry were used to investigate the physicochemical processes that took place during the ageing of the afore-mentioned samples and the chemical composition of the gases released from the samples was analyzed by a Mass Spectrometer. The influence of the reactive atmospheres on phase and chemical composition, as well as the microstructure of the bulk samples, was determined from X-ray Diffraction results and Scanning Electron Microscopy observations combined with Energy Dispersion Spectroscopy analysis. From these studies it can be concluded that the composite materials are capable of maintaining stability in the studied conditions, however, pure BaCe0,85Y0,15O3-δis unstable in CO2 /H2 O atmosphere at room temperature.

PL

Celem pracy jest porównanie długoczasowej stabilności chemicznej spieków kompozytowych BaCe0,85Y0,15O3-δ i Ce0,85Y0,15O2-δ z czystym BaCe0,85Y0,15O3-δ, które poddano starzeniu przez 600 godzin w atmosferze CO2 /H2 O w temperaturze pokojowej oraz w atmosferze N2 /H2 O w 873 K. Do badań procesów fizykochemicznych zachodzących podczas starzenia w/w próbek wykorzystano metodę termicznej analizy różnicowej oraz termograwimetrie, natomiast skład chemiczny gazów uwalnianych z próbek podczas ich ogrzewania analizowano spektrometrem masowym. Wpływ atmosfer reakcyjnych na skład fazowy i chemiczny oraz mikrostrukture spieków określono w oparciu o wyniki badań rentgenograficznych oraz obserwacji przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej połączonej z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego. Z badań tych można wnioskować, że materiały kompozytowe wykazują stabilność w badanych warunkach, podczas gdy czysty BaCe0,85Y0,15O3-δ jest nietrwały w atmosferze CO2 /H2 O w temperaturze pokojowej.

10

High temperature oxidation behaviour of TiAl8Nb alloy

Przybylski K., Prażuch J., Brylewski T., Durda E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

477--480

EN

The goal of this work is to determine the effect of niobium on the kinetics and mechanism of Ti-Al oxidation in air. In order to compare the oxidation kinetics of Ti-Al and Ti-Al with the addition of niobium, isothermal oxidation was performed on Ti-48Al and Ti-46Al-8Nb (in at.%) alloys at 1073 K in synthetic air. Cyclic oxidation of Ti-46Al and Ti-46Al-8Nb alloys was carried out in laboratory air for 42 cycles (1 cycle, 24 hrs). The morphology, as well as chemical and phase composition of the oxidation products were investigated using X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy combined with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). From these investigations it can be concluded that niobium addition increases the corrosion resistance of TiAl and, furthermore, improves the adherence between the metallic substrate and the oxide scale. The oxidation mechanism of Ti-46Al-8Nb was studied via secondary neutral mass spectroscopy (SNMS) after two-stage isothermal oxidation (24 hrs in 16O2 followed by 24 hrs in 18O2) at 1073 K. From this analysis it can be assumed that the oxidation mechanism of Ti-46Al-8Nb alloy consists of simultaneous outward titanium and aluminum diffusion and inward oxygen transport.

PL

Celem pracy jest określenie wpływu dodatku niobu na kinetykę i mechanizm utleniania stopu TiAl w powietrzu. Dla porównania kinetyk utleniania stopu Ti-Al oraz stopu z dodatkiem niobu zostały przeprowadzone badania izotermicznego utleniania stopów o składach Ti-48Al i Ti-46Al-8Nb (w at.%) w powietrzu syntetycznym w 1073 K. Stopy Ti-48Al i Ti-46Al-8Nb poddano cyklicznemu utlenianiu w powietrzu laboratoryjnym w 1073 K obejmującym 42 cykle 24-godzinne. Morfologie oraz skład fazowy i chemiczny produktów utleniania badanych próbek przeprowadzono metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD) oraz skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) w połączeniu z metodą dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (EDS). Na podstawie tych badań stwierdzono, że dodatek niobu w stopie TiAl podwyzsza jego odporność korozyjną a ponadto polepszą przyczepność zgorzeliny do rdzenia metalicznego. Mechanizm utleniania stopu Ti-46Al-8Nb badano metodą spektrometrii masowej rozpylonych cząstek neutralnych (SNMS) po dwuetapowym izotermicznym utlenianiu (pierwszy etap w 16O2 przez 24 godz., kolejny w 18O2 przez 24 godz.) w 1073 K. Na podstawie tej analizy postuluje się, że mechanizm utleniania stopu Ti-46Al-8Nb odbywa się w wyniku równoczesnej odrdzeniowej dyfuzji tytanu i glinu oraz dordzeniowego transportu tlenu.

11

Mikrostruktura i właściwości elektryczne materiałów kompozytowych w układzie interkonektor/katoda/elektrolit do zastosowania w protonowych stało-tlenkowych ogniwach paliwowych typu SOFC-H+

Durda E., Gaweł R. A., Kruk A., Brylewski T., Przybylski K.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

423-432

PL

Opracowanie technologii wytwarzania metalicznych interkonektorów do protonowych stało-tlenkowych ogniw paliwowych SOFC-H+ na bazie stali ferrytycznych wymaga długoczasowych badań chemicznej kompatybilności układu interkonektor/katoda/elektrolit. W charakterze interkonektora zastosowano stal Crofer 22 APU, na który nanoszono metodą sitodruku warstwę katody La0,6Sr0,4Co0,8Fe0,2O3-d (LSCF48) oraz kolejną warstwę złożoną z protonowego elektrolitu stałego. Do badań wytypowano elektrolity na osnowie ceranu baru i ceranu strontu domieszkowanych Nd, Sm, Dy, Yb i Y. Jedynie kompozyty Crofer 22 APU/LSCF48/BaCe(1-x)MxO3-x/2, gdzie M = Nd, Sm i Dy wykazywały chemiczną stabilność po utlenianiu w 1073 K przez 150 godz. w powietrzu. Analizę reakcji wzajemnego oddziaływania warstw z podłożem przeprowadzono przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej połączonej z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego. W oparciu o pomiary rezystancji elektrycznej próbek metodą spektroskopii impedancyjnej przedyskutowano wpływ domieszkowania elektrolitu stałego na właściwości fizykochemiczne badanych kompozytów i na tej podstawie określono ich przydatność do konstrukcji ogniwa paliwowego SOFC-H+.

EN

In order to develop fabrication technology of metallic interconnects based on stainless ferritic steels for protonic solid oxide fuel cells (SOFC-H+) the long-term compatibility of the interconnect/cathode/electrolyte system must be studied. Crofer 22 APU was used as the metallic interconnect, onto which a La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-d (LSCF48) cathode layer was screen-printed. In turn, another layer, consisting of a protonic solid electrolyte, was screen-printed on the LSCF48 cathode layer. In this research, barium cerate and strontium cerate based compounds doped with Nd, Sm, Dy, Yb and Y were used as the solid electrolytes. Only the Crofer 22 APU/LSCF48/BaCe(1-x)MxO3-x/2 (where: M = Nd, Sm i Dy) composites were found to be chemically stable after oxidation at 1073 K for 150 hrs in air. The analysis of the interaction between the oxide layers and the steel substrate was carried out using scanning electron microscopy combined with energy dispersion spectroscopy. The influence of solid electrolyte doping on the physicochemical properties of the system was discussed on the basis of electrical resistance measurements of the studied samples using impedance spectroscopy. From the results, the applicability of the composites for the construction of a SOFC-H+ fuel cell was determined.

12

Fizykochemiczne właściwości materiałów w układzie Crofer 22 APU/La(0,6)Sr(0,4)Co(0,2)Fe(0,8)O3 na interkonektory do zastosowania w SOFC

Miszczyk M., Dziekan E., Przybylski K., Brylewski T., Gaweł R. A., Kruk A.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 1

131-141

PL

W pracy zastosowano materiał katodowy La(0,6)Sr(0,4)Co(0,2)Fe(0,8)O3 (LSCF48) do otrzymania przewodzącej powłoki na interkonektorze ze stali ferrytycznej Crofer 22 APU z przeznaczeniem do budowy ogniwa SOFC. Powłoki LSCF48 w postaci pasty nakładano na powierzchnie stali metodą sitodruku, a następnie poddawano odpowiedniej obróbce termicznej. Do badań fizykochemicznych przygotowano trzy rodzaje próbek: próbki ze stali czystej (Crofer 22 APU), próbki z powłoką naniesioną na podłoże niemodyfi kowane powierzchniowo (Crofer 22 APU/LSCF48) oraz próbki z powłoką naniesioną na podłoże po uprzednim jego utlenianiu w 1073 K przez 24 godz. w powietrzu (Crofer 22 APU/Cr2O3/LSCF48). W oparciu o badania kinetyki utleniania w/w próbek w 1073 K przez 528 godz. w powietrzu stwierdzono, że najwyższą odporność na cykliczne warunki utleniania wykazuje układ Crofer 22 APU/LSCF48. Tak korzystne zjawisko wynika z faktu, że omawiana powłoka bez udziału warstwy przejściowej Cr2O3 wykazuje dobrą przyczepność do rdzenia metalicznego dzięki utworzeniu pośredniej warstwy reakcyjnej pomiędzy metalem a materiałem powłoki. Z utworzeniem tej warstwy reakcyjnej wiąże się też niższa powierzchniowa rezystancja elektryczna w 1073 K w powietrzu w porównaniu z czystą stalą Crofer 22 APU.

EN

In this work, La(0.6)Sr(0.4)Co(0.2)Fe(0.8)O3 (LSCF48) cathode material was used to obtain a conductive coating on Crofer 22 APU ferritic steel interconnect in order to produce a SOFC stack. The LSCF48 coating was deposited on the steel surface via screen-printing and then was subjected to the appropriate thermal treatment. Three types of samples were prepared for physicochemical studies: (i) samples of pure steel (Crofer 22 APU), (ii) samples with coating deposited on the substrate without surface modification (Crofer 22 APU/LSCF48) and (iii) samples with coating deposited on the substrate after its oxidation at 1073 K for 24 hrs in air (Crofer 22 APU/Cr2O3/LSCF48). From the oxidation kinetics study of the afore-mentioned samples carried out at 1073 K for 528 hrs in air, it follows that the Crofer 22 APU/LSCF48 system shows the highest resistance against corrosion in cyclic oxidation conditions. Such a favorable phenomenon is the result of good adhesion between the afore-mentioned coating without the transient Cr2O3 layer and the metallic substrate, due to the formation of an intermediate reaction layer at the metal/coating interphase. The formation of this intermediate reaction layer also leads to lower area specific resistance in air at 1073 K in comparison to pure Crofer 22 APU steel.

13

Badania stabilności chemicznej kompozytowych elektrolitów stałych na osnowie BaCe0,85Y0,15O3-δ i Ce0,85Y0,15O2-δ do zastosowania w podwójnym ogniwie paliwowym PCFC-SOFC

Gaweł R. A., Przybylski K., Gajerski R., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

577-583

PL

Celem niniejszej pracy jest określenie stabilności chemicznej materiałów elektrolitowych BaCe0,85Y0,15O3-δ i Ce0,85Y0,15O2-δ w postaci proszków i spieków. Próbki do badań stabilności poddawano starzeniu przez 600 godz. zarówno w temperaturze pokojowej, jak i 873 K w mieszaninie gazów CO2/H2O. W badaniach procesów fizykochemicznych zachodzących podczas starzenia proszków i spieków w w/w warunkach zastosowano termiczną analizę różnicową oraz termograwimetrię, natomiast analizę składu chemicznego gazów uwalnianych z badanych próbek podczas ich ogrzewania przeprowadzono przy użyciu spektrometru masowego. Analizę składu fazowego i chemicznego oraz morfologię próbek przeprowadzono przy użyciu dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego oraz skaningowej mikroskopii elektronowej połączonej z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego. Wykazano, że w temperaturze pokojowej proszki i spieki kompozytowe adsorbują niewielkie ilości pary wodnej, natomiast nie stwierdzono adsorpcji CO2. W 873 K stwierdzono, że w/w materiały adsorbują głównie CO2, podczas gdy na parę wodną są odporne. Stosunek adsorbowanego CO2 do zawartości Ba w próbkach zależy od rodzaju próbki oraz składu kompozytu.

EN

The aim of this work is to determine the chemical stability of BaCe0.85Y0.15O3-δ and Ce0.85Y0.15O2-δ electrolyte materials in the form of powders and bulk samples. The samples underwent ageing for 600 hrs at both room temperature and 873 K in a CO2/H2O gas mixture. To determine the physicochemical processes that took place during the powder and bulk sample ageing process in the above-mentioned conditions, differential thermal analysis and thermogravimetry were used. However, the chemical composition analysis of the gases released from the studied samples during their heating was carried out by a mass spectrometer. Analysis of the phase and chemical composition, as well as the morphology of the samples was carried out via X-ray diffraction and scanning electron microscopy combined with energy dispersion spectroscopy. It was shown that at room temperature the composite powders and bulk samples adsorb small amounts of water vapour, however the absorption of CO2 was not determined. At 873 K it was determined that the afore-mentioned materials mainly adsorb CO2, while they are resistant against water vapour. The ratio of CO2 to the amount of Ba in the samples is dependent on the type of studied sample and the chemical composition of a given composite.

14

Badania fizykochemiczne złożonych tlenków w układzie Mn-Co-O otrzymywanych metodami chemii mokrej

Kruk A., Brylewski T., Adamczyk A., Kucza W., Przybylski K.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 1

120-130

PL

Spinele manganowo-kobaltowe są obecnie badane jako potencjalne materiały powłok ochronno-przewodzących na powierzchnie stali ferrytycznych. Ze względu na wysokie przewodnictwo elektronowe oraz zdolność blokowania dyfuzji chromu, mogą znaleźć zastosowanie jako powłoki interkonektorów w ogniwach paliwowych typu IT-SOFC. Syntezę spineli manganowo-kobaltowych przeprowadzono metodą zol-żel, współstrącania oraz reakcji w fazie stałej. Strukturę oraz morfologię proszków i spieków, a także przewodnictwo elektryczne spieków badano przy pomocy dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Uzyskane spinele o składzie Mn1+xCo2-xO4 wykazywały zróżnicowaną mikrostrukturę, wysokie przewodnictwo elektryczne oraz stabilność strukturalną. Zbadano przejście fazowe układ tetragonalny-regularny oraz określono jego wpływ na właściwości elektryczne Mn1,5Co1,5O4 w podwyższonych temperaturach.

EN

Manganese cobaltite spinels have recently been studied as potential candidates for protective-conducting coatings on the surface of ferritic stainless steels. Because they exhibit high electric conductivity and are efficient at blocking chromium diffusion, they may be applied as coatings on metallic interconnects in IT-SOFCs. Manganese cobaltite spinels were synthesized using the sol-gel, coprecipitation and solid-state reaction methods. The structure and morphology of the powders and bulk samples, as well as the electrical conductivity of bulk samples, were investigated using XRD, SEM and EIS, respectively. The prepared Mn1+xCo2-xO4 spinels exhibited various microstructures, high electrical conductivity and structural stability. Tetragonal-cubic phase transition and its influence on the electrical properties of Mn1.5Co1.5O4 at elevated temperatures were studied.

15

Physicochemical properties of steel/coating composite interconnector for planar-type Solid Oxide Fuel Cell

Przybylski K., Brylewski T.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 11

528-534

EN

A review is presented on the oxidation kinetics, electrical properties, chromium vaporization rate and microstructure investigations of the oxide products formed on Fe-25 wt.-Cr steel uncoated and coated by the screen printing method with thick films of [La,Sr]CoO3, [La,Ca]CrO3, [La,Sr]CrO3, MnCo2O4 and Mn1.5Cr1.5O4 in air and H2/H2O gas mixture at 1023-1173 K for up to 1000 hrs. To improve the poor electrical conductivity of the chromia scale, formed on uncoated steel during the oxidation process, the above electronic conducting thick films composed of paste containing an organic binder and powders prepared via "wet chemical" methods were applied. The oxidation process of the coated steel, taking place in variable temperature cycles, shows good compactness of the conducting layer, as well as good adhesion to the metal substrate, as determined by the structural modification of the intermediate, chromiarich layer formed between the coating and metal substrate. The obtained kinetics data revealed that the oxidation reactions followed approximately the parabolic rate law over the applied temperature range. The calculated parabolic rate constants for the oxidation of DIN 50049 uncoated and coated at 1023-1173K were of the order of 10-13 to 10-14 g2/cm4, which are typical of chromia-formers. The values of the in situ area specific resistance (ASR) measurements by dc two-probe technique for the Fe-25Cr/[La,Sr]CoO3, Fe-25Cr/[La,Ca]CrO3, Fe-25Cr/[La,Sr]CrO3, Fe-25Cr/MnCo2O4 and Fe-25Cr/ Mn1.5Cr1.5O4 composite materials, exposed to air and H2/H2O gas mixture at 1073 K, are lower than the acceptable ASR level of the order of 0.1 cm2 for the SOFC metallic interconnect material. Vaporization measurements of the studied coating layers, performed in humidified air under flow-rate independent conditions at 1073 K, revealed a decreasing volatilization rate of chromia species from the coating materials in comparison with the value of this parameter corresponding to oxide scale built mainly of chromia formed on uncoated steel. The best coating material, i.e. MnCo2O4 decreased Cr vaporization by a factor of about 3.5. The microstructure, phase and chemical analysis of the coating after oxidation were examined by means of SEM-EDS, TEM-SAD and XRD. The influence of the multilayer oxide products formation during interfacial reactions between the coating materials and metal substrates in SOFC operating conditions on the electrical properties of the studied ferritic steel covered with the films, is presented and discussed in terms of the applicability of the composite structural material for construction of the metallic interconnect used in SOFC.

PL

W pracy dokonano przeglądu wyników badań kinetyki utleniania, właściwości elektrycznych, szybkości parowania chromu i mikrostruktury stali Fe-25Cr czystej oraz stali pokrytej powłoką [La,Sr]CoO3, [La,Ca]CrO3, [La,Sr]CrO3, MnCo2O4 i Mn1.5Cr1.5O4 metodą sitodruku i poddanych utlenianiu w powietrzu i w mieszaninie gazu H2/H2O w zakresie temperatur 1023-1173 K w czasie sięgającym 1000 godz. W celu poprawy przewodnictwa elektrycznego zgorzeliny z tlenku chromu utworzonej na stali czystej, na jego powierzchnię nanoszono przewodzące powłoki w Proces utleniania stali pokrytej powłoką w warunkach izotermicznych i cyklicznych zmian temperatury wykazał zwartość i dobrą przyczepność powłoki przewodzącej do podłoża metalicznego, dzięki utworzeniu pośredniej warstwy reakcyjnej na granicy rozdziału powłoka/stal. Badania kinetyki utleniania stali DIN 50049 czystej oraz stali pokrytej powłoką wykazały, że proces narastania produktu reakcji może być z dobrym przybliżeniem opisany przez prawo paraboliczne. Obliczone paraboliczne stałe szybkości utleniania w/w próbek w zakresie temperatur 1023-1173K mieszczą się w przedziale od 10-13 do 10-14 g2/cm4i odpowiadają wartościom uzyskiwanym dla stopów typu "Chromia-formers". Powierzchniowa rezystancja elektryczna [ASR] szeregu układów: Fe-25Cr/(La,Sr)CoO3, Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3, Fe-25Cr/ (La,Sr)CrO3, Fe-25Cr/MnCo2O4 i Fe-25Cr/ Mn1.5Cr1.5O4, zmierzona z użyciem metody dwusondowej w warunkach in situ w 1073 K w powietrzu i mieszaninie gazu H2/H2O, jest niższa od 0.1 ?cm2 i tym samym nie przekracza ona dopuszczalnego poziomu ASR ustalonego dla interkonektorów przewidzianych do zastosowania w ogniwach SOFC. W oparciu o pomiary szybkości parowania chromu z badanych próbek w warunkach przepływu powietrza zawierającego parę wodną w 1073K stwierdzono spadek szybkości tworzenia lotnych związków chromu ze stali pokrytej powłoką w porównaniu do stali czystej, na której tworzy się głównie tlenek chromu. Najniższą szybkość parowania Cr, prawie 3,5-krotnie mniejszą w porównaniu do szybkości ubytku masy stali Fe-25Cr czystej, stwierdzono w przypadku zastosowania powłoki MnCo2O4. Mikrostrukturę, skład chemiczny oraz fazowy produktów utleniania próbek badano metodami: SEM-EDS, TEM-SAD oraz XRD. Wpływ tworzenia się pośredniej warstwy reakcyjnej o wielowarstwowej budowie tlenkowej, będącej wynikiem oddziaływania powłoki przewodzącej z podłożem metalicznym na właściwości elektryczne badanych układów stal/powłoka, przedyskutowano w aspekcie przydatności zarówno stali Fe-25Cr jak i powłok ochronnych w kierunku opracowania technologii wytwarzania metalicznych interkonektorów przewidzianych do zastosowania w ogniwach paliwowych SOFC.

16

Zmiana prędkości obrotowej koła czerpakowego koparki SchRs-900 w KWB Konin w Kleczewie SA

Przybylski K., Drabik K.

Napędy i Sterowanie

|

2009

|

R. 11, nr 12

24-28

PL

Koparka SchRs-900 pracuje w KWB Konin od 1983 r. Do eksploatacji została wprowadzona na Odkrywce Lubstów do urabiania węgla i nadkładu. W okresie "lubstowskiej" eksploatacji maszyna pracowała przede wszystkim na węglu. Po zakończeniu prac na Odkrywce Lubstów, w 2005 r. maszyna została przeniesiona na Odkrywkę Drzewce i skierowana do pracy na nadkładzie. Od tego momentu zauważono na koparce niepokojące zjawisko wpadania w drgania różnych elementów konstrukcyjnych maszyny w zależności od twardości urabianego nadkładu.

17

Zmiana prędkości obrotowej koła czerpakowego koparki SchRs-900 w KWB "Konin" w Kleczewie SA

Przybylski K., Drabik G.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2009

|

R. 50, nr 6

11-16

PL

W poniższym artykule została opisana modyfikacja napędu koła czerpakowego koparki kołowej SchRs 900 w KWB Konin. Modyfikacja ta polegała na wprowadzaniu różnych prędkości obrotu kola czerpakowego w celu uniknięcia rezonansu mechanicznego.

EN

In below article, modification of drive of bucket wheel in bucket wheel excavator type SchRs 900 in KWB "Konin" open mine was described. The modification consisted in implementation of variable speed of bucket wheel due to avoid the mechanical resonance.

18

Nano SiC doping of MgB2 bulk made by high inert gas pressure mixing and isostatic sintering

Morawski A., Łada T., Presz A., Mazur T., Diduszko R., Zaleski A., Bodoardo S., Dellarocca V., Przybylski K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2004

|

R. 80, nr 11

1125-1128

EN

The effect of the nano-powder SiC doping on the MgB2 bulk superconducting properties was investigated. Powders were mixed by a high gas pressure ultrasonic reactor. Synthesis were performed at inert gas at pressure of up to 1 GPa at temperature from 1500 K to 1550 K, in the high pressure gas trap system, at the equilibrium magnesium vapor pressure. As obtained samples all were superconducting with Tc over 39K. The highest known Tc = 42.6 K for bulk was recorded for the sample doped with 1.5 at % of the 6nm SiC.

PL

Zbadano wpływ domieszkowania MgB2 nanokrystalicznym SiC. Proszki mieszano w reaktorze ultradźwiękowym w wysokim ciśnieniu argonu. Syntezę przeprowadzono w ciśnieniu Ar do 1 GPa w temperaturze od 1500 do 1550 K przy zastosowaniu syfonowego układu tygli. Temperatura krytyczna przewyższała 39 K, osiągając rekordową wartość 42,6 K dla próbki domieszkowanej 6 nm SiC w ilości 1.5 at %.

19

Wysokotemperaturowa korozja siarkowa stopów TiAlNb i TiAlAg

Przybylski K., Prażuch J., Maziarz W., Dutkiewicz J.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 4-5

213--218

PL

Zbadano kinetykę siarkowania dwu- i trójskładnikowych stopów TiAl o składach: Ti-48Al, Ti-52Al-2Nb, Ti-51,2Al-5Nb, Ti-48,4Al-10Nb, Ti-45,9Al-15Nb i Ti-49Al-2Ag (%, at.) w temperaturze 900 stopni Celsjusza w parach siarki w zakresie ciśnień p(S2) od 10 do 1000 Pa. Stopy TiAl, TiAlNb i TiAlAg, otrzymane metodą mechanicznej syntezy (MS), miały budowę krystaliczną i zawierały dwie główne fazy: gamma-TiAl and alfa2-Ti3Al, o wielkości ziaren od około 0,2 do 1 mikrometra. Zidentyfikowano w nich również pewne ilości alfa-Ti oraz związków AlNb3 i Ag3Al. Siarkowanie stopów TiAlNb i TiAlAg w ww. warunkach przebiegało według prawa parabolicznego lub paraboliczno-liniowego w zależności od czasu reakcji siarkowania. Szybkość siarkowania wzrastała ze wzrostem zawartości niobu w zakresie od 2 do 15 % at. Nb. W przypadku stopu Ti-49Al-2Ag szybkość siarkowania była znacznie większa w porównaniu do stopu Ti-49Al-2Nb, co prawdopodobnie spowodowane było tworzeniem się ciekłej fazy Ag-Al. Zgorzeliny siarczkowe powstałe na międzymetalicznych fazach TiAlNb o zawartości niobu od 2 do 15% at. oraz na TiAl-2Ag były wielofazowe i składały się z trzech różnych warstw. Najbardziej zewnętrzna warstwa siarczkowa zbudowana była z Al2S3 z niewielką ilością siarczków tytanu. Następna warstwa składała się głównie z siarczków tytanu. Natomiast warstwa wewnętrzna zbudowana była z mieszaniny siarczków tytanu i siarczku glinu. W zgorzelinach tych zidentyfikowano następujące fazy siarczkowe: Al2S3, TiS, Ti3S4, TiS2 i Ti5S8, w zależności od warunków reakcji siarkowania (p(S2)=10/1000 Pa). Mikrostrukturę na przekrojach poprzecznych i skład fazowy produktów reakcji siarkowania badano metodą mikroskopii skaningowej (SEM), mikroanalizy rentgenowskiej (EDS) i dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD).

EN

The sulphidation behaviour of binary Ti-48Al and ternary Ti-52Al-2Nb, Ti-51.2Al-5Nb, Ti-48.4Al-10Nb and Ti-45.9Al-15Nb (at. %) alloys were studied in sulphur vapour atmosphere at 900 degrees centigrade in the pressure range of 10/1000 Pa. Binary TiAl and ternary TiAlNb, TiAlAg intermetallic alloys were prepared by mechanical alloying (MA) process. After annealing at 1250 degrees centigrade for 2 hrs in vacuum all three kinds of alloys were crystalline including two main phases gamma-TiAl and alpha2-Ti3Al with grain size in the range from about 0.2 to 1 micrometre. Some amounts of alpha-Ti, AlNb, and Ag3Al were also detected. In the present study the influence of niobum and silver additions to TiAl on the sulphidation kinetics, microstructure and chemical composition was investigated. Sulphidation of the TiAlNb and TiAlAg alloys in sulpur vapour atmosphere at 900 degrees centigrade in the pressure range of 10/1000 Pa followed a parabolic or parabolic-linear rate law depending on the time of reaction. The amounts of sulphidation increased with increasing addition of niobum in the range from 2/15 at. %. In the case of Ti-49Al-2Ag alloy sulphidation kinetics was much faster in comparison with other alloy compositions, caused probably by an Ag-Al liquid phase formation. The sulphide scales formed on TiAlNb with 2/15 at. % of Nb and TiAl-2 at. % Ag alloys had multi-layered structures of three different layers. It was observed that outermost sulphide layer is rich in Al2S3 with addition of some amount of Ti-sulphides and outer layer is rich in Ti-sulphides. The inner layer consisted of a mixture of Ti-sulphides and Al2S3. Ti-sulphides were represented by TiS, Ti3S4, TiS2, Ti5S8 depending on the sulphidation conditions, p(S2)=10/1000 Pa. The cross-sectional microstructure and phase composition of the reaction products were examined by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDS), and X-ray diffraction analysis (XRD).