Erbium/Ytterbium co-doped oxyfluoride glass-ceramics can be applied as the optical fiber core. For that reason its crystallization kinetics is described in terms of the JMAK model (Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov) with later updates. Differential Thermal Analysis (DTA) measurements of glass and glassceramics powders (with size comparable to the diameter of multimode optical fiber core) combined with X-ray diffraction (XRD) measurements enables both the identification of growing nanocrystals structure and determination of the specific annealing parameters. This specific glass powder annealing results in the desired microstructure of glass-ceramics fibers (nanocrystals embedded in the glassy host).
PL
Zamiarem autorów było precyzyjne określenie warunków wygrzewania włókien optycznych ze szkieł tlenofluorkowych, współdomieszkowanych erbem i iterbem, przeznaczonych na rdzenie aktywnych światłowodów wielodomowych. Pożądana, finalna mikrostruktura włókien to jednorodnie rozłożone w matrycy szklistej nanokryształy wzbogacone w erb i iterb. Ponieważ średnica rdzeni włókien wielodomowych jest standaryzowana (50, 62,5 lub 100 μm), do badań użyto frakcji proszków szkieł o rozmiarach 45÷100 μm.
In the present research technology of compositionally graded barium strontium titanate Ba1-xSrxTiO3 thin films deposited on stainless steel substrates by sol-gel spin coating followed with thermal annealing at T = 650°C is reported. Results of thermal behavior of the sol-gel derived powders with compositions used for fabrication of graded structure (i.e. with Sr mole fraction x =0.5, 0.4 and 0.3) are described. X-ray diffraction studies of the phase composition and crystal structure of such complex thin film configuration are given. It was found that gel powders exhibited a large total weight loss of about Δm ≈ 44-47%. Three stages of weight loss took place at temperature ranges: below T ≈ 300°C, at ΔT ≈ 300-500°C and between T = 600°C and T = 800°C. Phase analysis has shown that the dominating phase is Ba0.67Sr0.33TiO3 compound while the second phase is Ba0.7Sr0.3TiO3 or Ba0.5Sr0.5TiO3 for “up-graded” and “down-graded” structure, respectively.
Manufacturing high purity polycrystalline YAlO3 (YAP) ceramics could replace monocrystalline YAP thus recently it is an interesting task for low cost producers of scintillators. The paper presents influence of different source of initial oxide powders (micro/nano powders of Y2O3 and Al2O3) and the method of their homogenization on the formation of a YAP phase. The solid state reaction method was used to prepare YAP powder or ceramic pellets. After preheating, all samples in the form of powders and pellets were heat-treated in the temperature range of 1050-1650 °C. DTA method was applied for examination of the phase crystallization in the tested system. X-ray diffraction method (XRD) was used for characterization of the phase composition. X-ray microanalysis (EDS) was used to control homogeneity in the small areas. Morphology of the resultant samples are presented on SEM pictures. The results show a significant influence of the starting powders on the homogeneity, purity and temperature of formation of the main phase.
The goal of this work was to establish a pathway to the preparation of optical inactive layer on the surface of luminescent materials (Ba, Sr)2SiO4:Eu2+ to improve their stability. To solve this problem different coating routes and precursors were applied. Especially, it was expected that coating layer on the phosphor particles would provide the continuous and uniform coverage to improve the stability of the phosphors, without loss of luminescent properties.
PL
Przedmiotem pracy było opracowanie metody wytwarzania powłok ochronnych na powierzchni luminofora (Ba, Sr) 2SiO4:Eu2+ w celu poprawy jego trwałości. Dla rozwiązania tego problemu przetestowano pięć metod wytwarzania powłok z SiO 2 z zastosowaniem różnych materiałów wyjściowych. W szczegolności wzięto pod uwagę wymagania jakie muszą spełniać powłoki na ziarnach proszku luminofora w zakresie jednorodności i ciągłości warstwy – co przyczyniło się do zwiększenia jego stabilności bez strat emisyjności.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono stosowane w Instytucie Eksploatacji Złóż Politechniki Śląskiej analityczne podejście prognostyczne, znajdujące praktyczne zastosowania do oceny zagrożenia sejsmicznego i tąpaniami robót górniczych prowadzonych w GZW. Przedstawiono metodykę symulowania naprężeniowych warunków wybierania i stanów deformacyjno-energetycznych wstrząsogennych warstw skalnych oraz sposób interpretacji i weryfikacji wskazań prognozy.
EN
The paper presents an analytical prediction approach developed in the Institute of Mining of the Silesian University of Technology, which can be practically applied for the estimation of seismic hazards and rockburst hazards effected by the carried out mining works in the Upper Silesia Coal Basin (GZW). The simulation technology was discussed involving the working in stress and deformation-energy states of tremor-prone rock layers and the interpretation method of the prediction readout.
The paper presents the method of preparation YAG: Ce precursor powder with ability for synthesis at lower temperature. Mechanochemical processing of an initial powder mixture was used as a preliminary step for subsequent high-temperature treatment of the precursor. The specific surface area, phase composition and luminescence properties were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL) spectroscopy. It has been shown that YAG structure formed at lower temperature by 300°C in comparison to the reference specimen but luminescence intesity was dependant on temperature of powder synthesis. The highest luminescence intensity was observed for powders synthesised at 1650°C.
PL
W artykule przedstawiono otrzymywanie proszku granatu YAG:Ce z zastosowaniem zmodyfikowanej metody reakcji w stanie stałym. Mieszanina proszków wyjściowych została poddana procesowi aktywacji mechanochemicznej celem zwiększenia jego reaktywności podczas syntezy wysokotemperaturowej. Zbadano wpływ aktywacji na powierzchnie właściwą wyjściowej mieszaniny proszków. Proszek wygrzewany w różnych temperaturach został poddany analizie fazowej (XRD) oraz obserwacji na mikroskopie skaningowym (SEM). Zbadano niektóre właściwości optyczne: absorpcje i luminescencje przy wzbudzeniu alpha=450 nm. Wykazano, że w wyniku aktywacji mechanochemicznej proszku wyjściowego YAG następuje obniżenie temperatury otrzymywania jednofazowego granatu itrowo-glinowego o 300 C, natomiast intensywność luminescencji zależała od temperatury syntezy; najwyższą uzyskano po syntezie w 1650 C.
W opracowaniu przedstawiono ocenę możliwości wykorzystania podziemnych wyrobisk górniczych kopalń węgla kamiennego jako potencjalnego składowiska odpadów niebezpiecznych. Z uwagi na bardzo duże potencjalne zagrożenia odpadów dla środowiska, a w szczególności dla wód dołowych, istotnym jest wykonanie odpowiedniej bariery izolacyjnej. Przeanalizowano i wykazano możliwość wykorzystania powszechnie stosowanej i sprawdzonej technologii torkretowania do budowy sztucznej bariery izolacyjnej przy podziemnym składowaniu odpadów niebezpiecznych.
EN
This study sets forth an assessment of possibilities of the use of underground mining excavations in the hard coal mines as a potential hazardous waste landfill. The essential meaning has an execution of a relevant insulating barrier in consideration of very high potential waste hazards for the environment, and in particular for ground water. There has been analyzed and drawn attention to the opportunity of the use of universally applied and well-tried technology of the spraying with concrete to build the insulating artificial barrier in the course of an underground hazardous waste disposal.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The (Ba1-xSrx)Ti03 ceramic solid solution in the rangę 0.3< x <0.5 was prepared by the sol-gel method. Barium acetate, strontium acetate and tetra-butyl titanate were used as starting materials. Thermal evolution of the dried gel as well as ceramic powder was studied by simultaneous thermal analysis. The amorphous gel of BST was calcined in the furnace and pressed into pellets. The compacts were next sintered by free sintering method at temperaturę r=1450°C. The structure, microstructure and dielectric properties were studied for sol-gel derived ceramics.
PL
Ceramiczny roztwór stały (Ba1-xSrx)TiO3 w zakresie x=0,3-0,5 otrzymany został metodą zolowo-żelową. Jako materiały wyjściowe zastosowano: octan baru, octan strontu i n-butanolan tytanu. Dla suchego żelu w postaci proszku ceramicznego przeprowadzono analizę termiczną. Amorficzny żel poddano kalcynacji w piecu i prasowany w dyski. Próbki były następnie spiekane swobodnie w temperaturze r=1450°C. Określono układ krystalograficzny, grupę przestrzenną i parametry komórki elementarnej otrzymanej metodą zolowo-źelową ceramiki BST oraz zbadano jej mikrostrukturę i właściwości dielektryczne.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The precise content of cobalt at a given oxidation state in layered sodium or calcium cobaltites is crucial for their thermoelectric performance and stability at elevated temperature. The paper presents results of searching for an effective method of measuring cobalt ions concentration coexisting at various oxidation state in a solid state. Application of the specific properties of reagents gave possibility to determine Co3+ concentration in the presence of Co4+ by the wet chemical methods. The accuracy and usefulness of the method was checked by comparison of the results from independent measurement of the total cobalt content and sum of the cobalt concentration at various oxidation state. It has been found that separate concentration of cobalt at a various valence state can be precisely measured if no Co3O4 was present in the synthesized powders.
PL
Dokładne oznaczenie zawartości kobaltu na danym stopniu utlenienia w warstwowych kobaltanach sodowych lub wapniowych ma zasadnicze znaczenie dla ich sprawności jako materiału termoelektrycznego oraz stabilności w podwyższonmej temperaturze. Artykuł przedstawia wyniki badań nad znalezieniem skutecznej metody oznaczania stezenia jonów kobaltu wystepujących obok siebie na różnym stopniu utlenienia w stanie stałym. Wykorzystanie szczególnych właściwości reagentów umożliwiło oznaczenie stężenia Co3+ obok Co4+ metodą analizy w fazie ciekłej. Dokładność i powtarzalność metody została potwierdzona przez porównanie wyników niezależnych pomiarów całkowitej zawartości kobaltu i sumowania zawartości kobaltu na różnych stopniach utlenienia w tych samych próbkach. Stwierdzono, że precyzyjne oznaczenie zawartości kobaltu na różnych stopniach utlenienia jest możliwe jeśli w próbce nie występuje Co3O4 w syntetyzowanych proszkach.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Luminescent materials are widely applied as corwerter screens in fluorescent lamps, LEDs, emissive displays, x-ray and high energy particle detectors, and solid state LASERs. In most of the application areas, the luminescent compositions are applied as polycrystalline powders, however, some devices require single crystalline materials, e.g. solid state LASERs or positron emission tomographs. Since single crystal growth is difficult and rather time consuming, applied crystals are very expensive. Moreover, some application areas require very homogenous and anisotropic optical and thermal properties, which sometimes cannot be sufficiently fulfilled by single crystals due to the inhomogeneous distribution of the cations and peculiarities of the phase diagram. Therefore, the replacement of single crystals by transparent ceramics is of growing interest. An important requirement for the realization of transparent ceramic bodies is the anisotropy of the index of refraction, which is given in cubic materials. Minerals of the general composition A3B2Si3O12 (A = Mg, Ca, Fe, Mn; B = Al, Fe, Cr) and ternary oxides according to the formula Ln3AI5O12 (Ln = Y, Gd, Lu) crystallize in the cubic garnet structure. The latter compounds are ideal host lattices for the luminescent ions Ce(3+), Pr(3+), Nd(3+), and Tb(3+). Thus the respective luminescent materials have found numerous applications as LED and display phosphors, as gain media in LASERs, and as scintillators in x-ray machines for medical imaging. This work deals with the preparation and spectroscopic characterization of Lu3AI5O12:Pr ceramic bodies, whereby their optical properties were compared to polycrystalline powders and single crystals. An important finding, in view of their application, is that the decay time of the [Xe]5d14f1 - [Xe]4f2 and [Xe]4f2- [Xe]4f2 transitions of the Pr(3+) ion in the ceramics is significantly different from the Pr(3+) ion in Lu3AI5O12:Pr powders. With respect to the relation between the internal quantum efficiency of Pr(3+) and the decay constant, possible explanations will be discussed.
PL
Materiały luminescencyjne - luminofory znajdują zastosowanie do konwersji promieniowania w lampach świetlówkach, diodach LED, w świecących ekranach, w czujnikach promieniowania wysokoenergetycznego, a także w stałych laserach. W większości zastosowań luminofory używa się w postaci proszków, chociaż w niektórych przypadkach potrzebne są monokryształy, jak to ma miejsce w technice laserowej, czy w tomografach. Hodowla monokryształów luminoforów jest wyjątkowo trudna i kosztowna. Zwłaszcza że w niektórych przypadkach wymagana jest wysoka jednorodność i anisotropia optyczna, jak również termiczna dla materiału luminescencyjnego. Jest to głównie gwarantowane przez monokryształy, przy czym także w tym przypadku mają miejsce niejednorodności w rozprowadzeniu kationów domieszki, a także występują braki w znajomości układów równowag. Z tego punktu widzenia występuje duże zainteresowanie, żeby zastąpić monokryształy polikrystaliczną ceramiką przeźroczystą. Wymaga się przy tym, żeby uzyskiwać materiał jednorodny optycznie, korzystnie o strukturze krystalograficznej regularnej. Minerały o ogólnym składzie chemicznym A3B2Si3O12 (A=Mg, Ca, Fe, Mn, i B=AI, Fe, Cr) a także sztuczne związki typu Ln3AI5O12 (Ln=Y, Gd, Lu) krystalizują w układzie regularnym i należą do rodziny granatów. Te ostatnie związki uważa się za idealną sieć macierzystą dla aktywatorów typu: Ce(3+), Pr(3+) Nd(3+) i Tb(3+). Tym sposobem powstały wysoko cenione luminofory znajdujące szerokie zastosowania w diodach LED, w ekranach świecących, jako aktywne media laserowe, a także w scyntylatorach promieniowania X w tomografach. Powyższa praca przedstawia wyniki syntezy i charakterystyki widmowe uzyskane dla ceramiki Lu3AI5O12:Pr. Dokonano porównania własności materiału proszkowego i ceramiki, a także danych literaturowych dotyczących monokryształu. Jako ważne z punktu widzenia zastosowań pokazano że czasy gaśnięcia dla przejść 5d1,4f2-4f2 ind 4f2-4f2 dla jonu Pr(3+) w ceramice są różne niż dla proszku.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Compound according to the general composition Y3Al(5-x)SixO(12-x)Nx, which are formally derived from the yttrium aluminium garnet Y3AI5O12 (YAG) due to the substitution of oxygen by nitrogen, are of high interest for material research and application. The required charge compensation due to the replacement of oxygen by nitrogen is achieved by the appropriate substitution of aluminum by silicon. This paper deals with the solid state synthesis and optical properties of Y3Al(5-x)SixO(12-x)Nx, samples doped by trivalent cerium and more specifically with the effect of the O/N and Al/Si ratio on the optical properties. It turned out that the incorporation of Si and N yields a red shift of the 5d-4f emission band of Ce(3+), whereby the extent of the red shift can be correlated to the composition of the host lattice.
PL
Interesującym materiałem na luminofory jest związek Y3Al(5-x)SixO(12-x)Nx, który stanowi pochodną granatu YAG z podstawieniem azotu w miejsce tlenu. Dla niezbędnego skompensowania ładunku spowodowanego tym podstawieniem zastąpiono krzemem część atomów glinu. W artykule opisany został sposób syntezy związków Y3Al(5-x)SixO(12-x)Nx , z trójwartościowym cerem jako aktywator oraz wpływ podstawień O/N i Al/Si na własności optyczne. W wyniku takiego podstawienia występuje przesunięcie emisji promieniowania w stronę większej wartości długości fali.
W pracy przedstawiono usystematyzowane badania prowadzące do wytworzenia zaawansowanych materiałów ceramicznych, jakimi są nadprzewodniki wysokotemperaturowe. Zarówno wytwarzanie nowego materiału - nadprzewodzących miedzianów: Yba2Cu3O i Bi2Sr2CaCu2O8, jak i uzyskiwanie ceramiki funkcjonalnej wymagało zastosowania wysokich temoeratur. Wykonana obróbka cieplna dla tych materiałów inżynierskich jest procesem niezbędnym, a jako odpowiadającą jej technikę pomiarową wykorzystano analizę termiczną. W pierwszej części pracy skoncentrowano się na zestawieniu ważniejszych informacji o nadprzewodnikach, przy czym przegląd stanu wiedzy na ten temat autor uzupełnił o wykonaną analizę termodynamiczną stanu nadprzewodzącego oraz układu Y-Ba-Cu-O. Dokonano też wprowadzenia w zagadnienia analizy termicznej, zwracając szczególną uwagę na praktyczne możliwości i ograniczenia tych technik badawczych. Podkreślono, że występuje zawsze duże niebezpieczeństwo przeprowadzenia błędnej interpretacji krzywych TG i DTA. Dla uniknięcia albo chociaż ograniczenia takiej sytuacji zaakceptowano potrzebę standaryzacji pomiarów, kalibracji urządzenia i uzmienniana warunków pomiaru. Z punktu widzenia inżynierii materiałowej wymagane jest uzupełnienie badań termicznych o wyniki rentgenowskiej analizy składu fazowego i mikroskopowej analizy mikrostruktury. W części doświadczalnej przeanalizowano poszczególne procesy wytwarzania nadprzewodników ceramicznych, przedstawiono wyniki badań w tym zakresie i wykazano przydatność metod termicznych dla tych celów. W przeprowadzonych badaniach własności materiałów wyjściowych i prekursorów uzyskano informacje o charakterystycznym zachowaniu się przy ogrzewaniu, szczególnie węglanu baru z przemianą polimorficzną i tlenku miedzi ulegajacemu rozkładowi perytektycznemu. Wymienione przemiany w różny sposób występowały także w układach bardziej złożonych. Reakcje pomiędzy składnikami mieszanin (półproduktów i prekursorów) zbadano pośrednio, śledząc przebieg krzywej TG obrazującej usuwanie z układu składniki gazowe, a zwłaszcza poprzez stwierdzenie występowania kupratów (charakterystyczne piki DTA). Pokazano, że metodą analizy termicznej można szybko i dokładnie określić jakość kupratu. Przez porównanie termogramu (charakterystyki termicznej) próbki wzorcowej kupratu z termogramami podobnych materiałów (komercyjnych, mieszanek itp.) uzyskuje się dokładną informację o jego czystości. Szczególne miejsce zajmują badania reakcji perytektycznej. Przebieg reakcji perytektycznej stanowi interesujące zagadnienie poznawcze, które zostało przeanalizowane od strony kinetycznej. Badania procesu spiekania z udziałem fazy ciekłej - dostarczanej przez reakcję perytektyczną - odnosiły się do wytwarzania ceramiki nadprzewodnikowej. Poszukując związków pomiędzy własnościami nadprzewodzącymi ceramiki a parametrami obróbki cieplnej, monitorowano procesy spiekania przy użyciu metod TG, DTA i DL. Uzupełniano je każdorazowo o badania rentgenowskie i mikroskopowe. Możliwości analizy termicznej w badaniach nadprzewodników uwidoczniono także przy określaniu zawartości tlenu (paramter delta) przez redukcję wodorem oraz dla stwierdzenia występowania domieszki węglanu baru w próbkach. Badania własności funkcjonalnych ceramiki nadprzewodnikowej obejmowały pomiary odporności elektrycznej przy zmiennej temperaturze i z tego powodu zakwalifikowanych do rodziny metod analizy termicznej. Uzyskane wyniki stanowią wkład do badań nad nadprzewodnikami ceramicznymi, poszerzając stan wiedzy o tych materiałach i dowodząc, jak wielkie możliwości wnosi analiza termiczna do badań nad nowymi materiałami.
EN
In this work it will be shown of the systematic investigation for fabrication of advanced ceramic materials - high temperature superconductors. The use of high temperature is needed for synthesis of new materials - superconducting cuprates, as well in fabrication of functional ceramics from this chemical compounds. In is needed to have processing steps for these engineering materials for what the thermal analysis is equal. In the first part of work to confront of data on superconductors, is completed with thermodynamic analysis of the superconducting state and Y-Ba-Cu-O-System. In the introduction in the thermal analysis it is called to attention to possibilities and restrictions of these methods. It is underlined, that there is a danger of false interpretation of TG- and DTA curves. In is pointed to standarization of measure conditions, calibration of the apparatus and certain change of measure parameters. In the experimental part were investigated unit processes for fabrication of ceramic superconductors and by the way the advantages of thermal analysis presented. The thermal analysis of starts simples substances and precursors by heating supplied with come information about their behavior, especially of barium carbonate with phase change and copper oxide with peritectic decomposition. Mentioned transformation are in different way in complex systems occurred. The reactions between the components of mixtures are investigated with help of thermal gravimetric analysis (TG) and to confirm trough the occurrence of DTA peaks from cuprates arised by heating. It was shown, that with the method of thermal analysis quickly exactly could be determine the quality of cuprates. By comparison between a hierogram (thermal characteristic) of a sample of pure cuprate and a hierograms similar materials (for ex. Commercial substances) can gain exact information's about the purity of these materials. A particular place in the thermal investigation of cuprates had a peritectic reaction. The course of the peritectic reaction of YBCO cuprate is investigated from the kinetic side and from the technical side as liquid phase sinter of cuprates. The dependence between the properties of ceramic bulk materials and the with processing steps was determined with help of TG, DTA and DL analysis and with supplementary X-ray and microscopic analysis is completed. Other possibilities of thermal analysis are shown in the determination of oxygen content and in the decetion of barium carbonate pollution. Since the investigations of functional properties of superconducting ceramic contain measurements of electrical resistance with temperature change, they are added to methods of thermal analysis. To sum it up can by said, that the gained results represent new data about ceramic superconductors, extend knowledge about the materials and emphasize, that the thermal analysis to give great possibilities in fabrication and investigations of new materials.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.