Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure and Phase Composition of the Ag-Al Film Wear Track: Through-Thickness Characterization by Advanced Electron Microscopy

Kryshtal O., Kruk A., Mao F., Taher M., Jansson U., Czyrska-Filemonowicz A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 1

251--256

EN

Analytical transmission electron microscopy has been applied to characterize the microstructure, phase and chemical composition of the Ag–Al wear track throughout its thickness down to the atomic level. Microscopy findings have been correlated with Ag–Al film tribological properties to understand the effect of the hexagonal solid solution phase on the tribological properties of this film. Ag–25Al (at.%) films have been produced by simultaneous magnetron sputtering of components in Ar atmosphere under 1 mTorr pressure and subjected to pin-on-disc tribological tests. It has been shown that hcp phase with (001) planes aligned parallel to the film surface dominates both in as-deposited and in tribofilm areas of the Ag–Al alloy film. Possible mechanisms of reduced friction in easily oxidized Ag–Al system are discussed and the mechanism based on readily shearing basal planes of the hcp phase is considered as the most probable one.

2

Wpływ obróbki cieplnej na właściwości stali typu maraging

Michta G., Kruk A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 90 [298], nr 3

357--366

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu obróbki cieplnej na właściwości stali maraging o oznaczeniu N18K9M5TPr. Porównano wyniki badań właściwości mechanicznych, fraktograficznych, twardości oraz mikrostruktury materiału w stanie dostawy, po przesycaniu oraz przesycaniu i starzeniu. Wykazano, że obróbką cieplną można sterować parametrami wytrzymałościowymi oraz plastycznymi przez dobór temperatury i czasu poszczególnych etapów przesycania i starzenia.

EN

As expected, samples of maraging steel subjected to quenching and aging showed the highest increase in strength properties in comparison to the material supplied after hardening. Heat treatment significantly influences hardness of the maraging steel. The highest hardness was demonstrated in sample 3, subjected to quenching and aging, which confirmed the assumptions related to the heat treatment of this alloy, i.e. the creation of a large number of very fine precipitates of intermetallic phases reinforcing the tested steel. The N18K9M5TPr steel, in a quenched and aged condition, despite very high hardness (56 HRC), is characterized by quite high toughness (deformation about 5.2%). Observation of the fractures of samples after a tensile test allows to observe that for materials with different variants of heat treatment, characteristic dimples are observed in the fractures which indicates plasticity of the fracture.

3

Perspektywy rozwoju rynku bezzałogowych statków powietrznych w Polsce

Kochan A., Kruk A., Rutkowska P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2018

|

z. 123

41--53

PL

Obecnie prawo w kwestii korzystania z bezzałogowych statków powietrznych uchwalane jest indywidualnie w każdym kraju członkowskim Unii Europejskiej. Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego EASA zamierza stworzyć jednolite, wspólnotowe przepisy, które regulować będą loty UAV (Unmanned Aerial Vehicle) w każdym państwie Unii Europejskiej UE. Głównymi założeniami strategii zaproponowanych w projekcie dokumentu przygotowanego przez EASA "Wprowadzenie ram regulacyjnych dotyczących posługiwania się dronami" jest podział wykonywanych lotów na kategorie: otwartą, specjalną i certyfikowaną, a także wdrożenie koncepcji U-Space, platformy zarządzania ruchem bezzałogowych statków powietrznych. W artykule przedstawione zostały przepisy dotyczące użytkowania bezzałogowych statków powietrznych w polskiej przestrzeni powietrznej zgodnie z bieżącymi normami i rozporządzeniami. Opisane zostały także warunki uzyskania świadectw kwalifikacji operatorów (UAVO), otrzymywane uprawnienia operatorów zarówno podstawowe, jak i dodatkowe oraz proces ich uzyskania. Ponadto, autorzy przedstawili warunki wykonywania lotów BSP w strukturach przestrzeni powietrznej FIR Warszawa. W dalszej części artykuł prezentuje perspektywy rozwoju rynku bezzałogowych statków powietrznych poprzez wskazanie nowych wyzwań prawnych zaproponowanych przez EASA, wprowadzonego nowego rozporządzenia bazowego NBR (New Basic Regulation), a także zarysy projektu nowego Rozporządzenia oraz rządowego programu "Żwirko i Wigura", będącego inicjatywą wynikającą z działań państwa na rzecz rozwoju nowych technologii, w szczególności zintegrowanych systemów zarządzania. W ramach koncepcji U-space został przedstawiony Centralnoeuropejski Demonstrator Dronów, będący częścią Europejskiej Sieci Demonstratorów U-space.

EN

Currently, the law on the use of unmanned aircraft is passed individually in each EU member state. The European Aviation Safety Agency (EASA) intends to create uniform community rules, that will regulate UAV (Unmanned Aerial Vehicle) flights in each EU country. The main assumptions of the strategics proposed in the draft document prepared by EASA "Introduction of regulatory framework for the use of drones" is the division of flights into categories: open, special and certified, as well as the implementation of the U-Space concept, a platform for the management of unmanned aerial traffic. The article presents provisions regarding the use of unmanned aircraft in Polish airspace in accordance with current standards and regulations. The conditions for obtaining operator qualification certificates (UAVO) are also described, as well as the permissions for the operators, both basic and additional, and the process of obtaining them. These permissions are issued in the form of a qualification certificate after completing the theoretical and practical training and passing the state examination in presence of the examination board in the scope required for obtaining these qualifications. In addition, the authors presented the conditions for performing UAV flights in the airspace structures of FIR Warsaw. The article presents the prospects for unmanned aerial vehicle market development by identifying new legal challenges proposed by EASA, and the outlines of both the draft of the new Regulation as well as the government programme called "Zwirko and Wigura", an initiative resulting from state actions for the development of new technologies, in particular the integrated management systems.

4

Identyfikacja struktury krytycznych punktów procesu obsługi naziemnej samolotu

Kozłowski M., Kruk A., Stelmach A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2018

|

z. 122

49--62

PL

Obsługa naziemna samolotu to złożony proces, regulowany przez prawo na szczeblu zarówno krajowym, jak i międzynarodowym, który wiąże się z występowaniem licznych zagrożeń bezpieczeństwa, Wybrana na podstawie studium normy ISO 31010 metoda analizy ryzyka HACCP jest adekwatna do identyfikacji i badania struktury krytycznych punktów kontroli w rozpatrywanym procesie. Umożliwia ona przeprowadzenie analizy zagrożeń i wskazanie punktów krytycznych obsługi naziemnej, w których mogą wystąpić zagrożenia mające wpływ na bezpieczeństwo operacji lotniczych. Na potrzeby niniejszego artykułu do badania został wybrany B737, model samolotu powszechnie użytkowanego przez wielu przewoźników lotniczych. Zdefiniowanie mierzalnych celów bezpieczeństwa oraz punktualności procesu pozwala na określenie struktury krytycznych punktów kontroli obsługi naziemnej i wzajemnych relacji między tymi punktami, przez co analizie ryzyka podlega cały proces, a nie jego wyniki. Użycie metody HACCP umożliwiło określenie założeń dotyczących działań korygujących i kryteriów weryfikacji poprawności funkcjonowania procesu obsługi naziemnej.

EN

Ground handling is a complex process that is regulated by national and international law, and involves a number of safety risks. Basing on the ISO 31010 study, the HACCP risk analysis method is adequate for identifying and analyzing critical control points in the process. It enables the analysis of hazards and the indication of critical points of ground handling, where may occur hazards affecting the safety of air. For the purposes of this article, B737 has been selected for the study, the aircraft type that is commonly used by many air carriers. Defining measurable safety objectives and punctuality of the process allows defining the structure of critical ground handling control points and mutual relations between these points, so that the risk analysis is subject to the whole process rather than its results. The use of the HACCP method has allowed us to determine the assumptions of corrective actions and criteria for verifying the correctness of the operation of the ground handling process.

5

Ocena właściwości użytkowych rusztowań komórkowych o strukturze gąbczastej oraz wzrostu na nich fibroblastów

Kruk A., Gadomska-Gajadhur A., Dulnik J., Rykaczewska I., Ruśkowski P., Sebai A., Synoradzki L.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 4

270--274

PL

Zbadano wpływ dodatku ciekłych prekursorów porów na morfologię, porowatość i właściwości mechaniczne polilaktydowych rusztowań komórkowych. Rusztowania otrzymano metodą mokrej inwersji faz w wariancie freeze extraction. Oceniono cytotoksyczność wybranych rusztowań w stosunku do fibroblastów mysich oraz ich przydatność do hodowli komórkowych. Wykazano, że dodatek prekursora porów dopolilaktydu korzystnie zmienia morfologię wytworzonych rusztowań, jednocześnie pogarszając ich wytrzymałość mechaniczną. Stwierdzono, że polilaktydowe rusztowania komórkowe z powodzeniem mogą być wykorzystywane do hodowli komórkowych.

EN

The effect of liquid pore precursor addition on the morphology, porosity and mechanical properties of polylactide scaffolds was investigated. The scaffolds were obtained by inversion phase method in freeze extraction mode. Selected scaffolds were subjected to a cytotoxicity test using mouse fibroblastcells. It has been shown that the addition of pore precursors favorably changes the morphology of scaffolds at the cost of decreased mechanical strength. It has been found that polylactide cellular scaffolds can be successfully used forcell culture.

6

Magnetooptyczne właściwości polikrystalicznego tlenku itru

Kruk A.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 3

221--232

PL

Właściwości magnetooptyczne ceramiki przeźroczystej zostały przedstawione w prezentowanym artykule. Do otrzymania polikrystalicznego tlenku itru została wykorzystana metoda izostatycznego prasowania na gorąco (HIP, ang. hot isostating pressing), dzięki której otrzymano zwarty spiek o przeźroczystości powyżej 50% w zakresie światła widzialnego. Badanie mikromorfologii powierzchni próbki ujawniła dobrze rozwinięte regularne ziarna o wielkości kilku mikrometrów. Nie stwierdzono występowania porów w ziarnach. Badania strukturalne metodą XRD proszku i spieku potwierdziły obecność w nich tylko fazy regularnej Y2O3. Do wyznaczenia stałej Verdeta w omawianym materiale zbudowano zaawansowany układ pomiarowy. Pomiar efektu Faradaya w badanym materiale Y2O3 wykazał wartości od -180 deg/(T∙cm) do 3 deg/(T∙cm) w zakresie 400-1000 nm. Otrzymany tlenek itru nadaje się do wykorzystania jako materiał magnetooptyczny, a jego dalsze modyfikacje powinny przynieść poprawę tego efektu.

EN

Magneto-optical properties of Y2O3 transparent ceramics are presented in this article. A method of hot isostatic pressing (HIP) method was used to prepare of polycrystalline yttrium oxide, thanks to which dense sinter with a transparency of more than 50% in the visible spectrum was obtained. Examination of micromorphology of the sample surface revealed well-developed regular grains of several micrometers in size. No pores in the grains were found. XRD measurements confirmed only a cubic phase in powder and sinter. An advanced measurement system was built to determine the Verdet constant in the discussed material. Measurement of the Faraday effect in the tested Y2O3 showed values from -180 deg/(T∙cm) to 3 deg/(T∙cm) in the 400-1000 nm. The obtained yttrium oxide is suitable for use as a magneto-optical material, and its further modifications should improve this effect.

7

Analiza wybranych parametrów chemicznych gleb wzdłuż linii kolejowych

Winiarek P., Kruk A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2017

|

Vol. 26, No. 4

498--513

PL

Celem pracy była ocena jakości gleb pod eksploatowanymi liniami kolejowymi. Wytypowano linie poza potencjalnymi zewnętrznymi źródłami zanieczyszczeń. Próbki pobierano na odcinku szlakowym poddanym przebudowie i przed przebudową, na terenie stacji kolejowej i zaplecza technicznego do naprawy sprzętu kolejowego. Do badań wybrano fragment jednotorowy, dwutorowy, z podkładami drewnianymi i betonowymi, w sąsiedztwie rozjazdów podlegających smarowaniu, w miejscu odstawiania wagonów i wizualnie zanieczyszczonych. Zbadano m. in. zawartość WWA, cynku, miedzi, ołowiu, PCB. Nie stwierdzono większych zawartości badanych związków w porównaniu do gleb ornych zlokalizowanych w sąsiedztwie linii i ich oddziaływania na tereny sąsiednie. Zawartość badanych związków nie różniła się na różnych fragmentach linii o odmiennych właściwościach. Zawartość WWA, uważanych za jedno z głównych zanieczyszczeń emitowanych z linii kolejowych, pozwalała ocenić glebę linii kolejowych i stacji kolejowej jako niezanieczyszczoną lub mało zanieczyszczoną.

EN

The aim of the study was to assess the quality of soils underneath operating railway lines. The lines selected for the examination were outside the reach of external sources of potential pollution. The samples were collected along a plain line section after and before an upgrade work, within the station area and in a railway equipment repair yard. The assessment covered the following types of sections: single-track, double-track, with wooden and concrete sleepers, adjacent to switches subject to lubrication, in the car shunting yard and visibly contaminated areas. The samples were tested for the content of PAH, zinc, copper, lead and PCB. The study did not find evidence of increased levels of the above-listed compounds as compared to the levels found in arable soils located in the vicinity of the line or of their influence on adjacent lands. The content of the examined compounds did not differ depending on the type of line section or its properties. The content of PAH, considered one of the main railway-related pollutants, was sufficiently low to classify the soil along the line and within the station area as unpolluted or slightly polluted.

8

Otrzymywanie polilaktydowych rusztowań komórkowych o strukturze gąbczastej – badania wstępne i optymalizacja procesu

Kruk A., Gadomska-Gajadhur A., Ruśkowski P., Chwojnowski A., Synoradzki L.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 2

118--126

PL

Otrzymywano polilaktydowe rusztowania o strukturze gąbczastej przeznaczone do hodowli komórek nabłonka walcowatego (średnica ~ 60 µm). Przeprowadzono badania wstępne i optymalizację procesu. Wyznaczono równanie regresji określające wpływ stosunku masowego porofor/polilaktyd, stężenia polilaktydu w 1,4-dioksanie oraz stosunku objętościowego MeOH/H2O w kąpieli żelującej na średnicę powstających porów. Opracowano warunki, w których w przełomie rusztowania otrzymuje się możliwie największe pory (o średnicy z zakresu 50–100 µm).

EN

A study on the preparation of polylactide scaffolds for columnar epithelium cells (size ~ 60 µm) were presented. Preliminary studies and optimization of the process were carried out. The regression equation describing the influence of pore precursor/polylactide weight ratio, concentration of polylactide in 1,4-dioxane and volume ratio of MeOH/H2O in the coagulation bath on the diameter of the pores has been established. The optimal conditions which yield the biggest pores in the range 50–100 µm in the cross-section were designed.

9

Badania procesów hydratacji cementów specjalnych z układu CaO-Al2O3-ZrO2 metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej

Madej D., Kruk A.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

297--303

PL

W prezentowanym artykule przedstawiono wyniki badań elektrochemicznych glinianu wapniowo-cyrkonowego o składzie chemicznym Ca7ZrAl6O18 oraz komercyjnego cementu glinowo-wapniowego. Celem przedstawionych badań było wykazanie możliwości zastosowania elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) do głębszego poznania procesów hydratacji spoiw poprzez pomiary właściwości elektrycznych zaczynów. Pomiary techniką EIS prowadzono w zakresie częstotliwości 0,1 Hz – 1 MHz w temperaturze pokojowej i atmosferze powietrza laboratoryjnego. Do analizy uzyskanych widm eksperymentalnych wykorzystano metodę dopasowania układów zastępczych. Na tej podstawie zaproponowano nowy obwód zastępczy, symulujący zjawiska zachodzące w hydratyzujących zaczynach. Sporządzono wykresy zależności części rzeczywistej impedancji od czasu trwania procesu hydratacji w zakresie niskich, średnich oraz wysokich częstotliwości. Wyniki EIS skonfrontowano z analizą składu fazowego i mikrostruktury hydratyzujących materiałów za pomocą dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) i mikroskopii elektronowej (SEM).

EN

In this paper, the electrochemical studies of the hydration behaviour of calcium zirconium aluminate with chemical composition of Ca7ZrAl6O18, and commercial calcium aluminate cement (CAC) are presented. The purpose was to evaluate the usefulness of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) to the investigation of hydration processes of binders via measuring the electrical properties of the cement pastes. The EIS measurements were performed in the frequency range of 0.1 Hz - 1 MHz in laboratory air at room temperature. The equivalent circuit modelling was applied for the analysis of the obtained experimental spectra. A new equivalent-electrical circuit model was proposed which was suitable for a simulation of the hydration phenomena within cement pastes. An effect of the applied field frequency on the real part of impedance Z’ versus hydration time of the cement pastes in the early stage of hydration was also presented. The results of EIS were discussed together with those of X-ray diffraction phase/composition identification and SEM characterization of the microstructure of hardened cement pastes.

10

Investigation and vizualization of the cells grown on ceramic coating by electron microscopy techniques

Karbowniczek J., Gruszczyński A., Kruk A, Czyrska-Filemonowicz A.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

37

11

Optymalizacja otrzymywania sfer polilaktydowych zawierających neomycynę, z wykorzystaniem matematycznych metod planowania doświadczeń

Kruk A., Gadomska-Gajadhur A., Ruśkowski P., Przybysz A., Bijak V., Synoradzki L.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 4

766--769

PL

Przedstawiono wyniki optymalizacji procesu otrzymywania sfer polilaktydowych zawierających neomycynę z wykorzystaniem matematycznych metod planowania doświadczeń. Wyznaczono równanie regresji określające wpływ średniej liczbowo masy molowej poli-L-laktydu, średniej wagowo masy molowej poli-(alkoholu winylowego) oraz szybkości mieszania na średnicę powstających sfer. Głównym celem optymalizacji było opracowanie warunków, w których otrzymuje się sfery zawierające substancję aktywną przy minimalizacji ich rozmiaru.

EN

A soln. of poly-L-lactide (PLLA) (1%) in CH₂Cl₂ was mixed with an aq. soln. of poly(vinyl alc.) (PLA) (0.1%) and neomycin (5% by mass of PLLA) at 25°C to encapsulate neomycin in PLLA spheres. Effects of mol. masses of PLLA and PVA (13 000–40 000 g/mol and 30 000–205 000 g/mol, resp.) and the stirring rate (600–1200 rpm) on the sphere diam. (higher than 150 nm) were studied under expl. Design conditions. The results were presented as a polynomial regression equation.

12

Characterization of microstructure and mechanical properties of electron beam welded Allvac 718Plus butt welded joint

Dziuba O., Kruk A., Michta G.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

295--299

EN

Allvac 718Plus (718Plus) is a high strength, corrosion resistant commercial polycrystalline nickel-based superalloy developed by ATI ALLVAC over 10 years ago. 718Plus has been designed to fuse the most desired properties of Inconel 718 and Waspaloy, producing advantages of good mechanical properties, higher working temperature than Inconel 718, good fabricability and reasonable cost of production. 718Plus is strengthened by γʹ phase and other precipitates which are located mainly at grains boundaries. Compared to Inconel 718, 718Plus has increased concentration of Al, Ti and Co and decreased amount of Fe. Weldability of 718Plus is comparable to Inconel 718, thus there is a risk of intergranular microcracking in heat affected zone (HAZ). The test joint have been welded autogenously using electron beam at 120 kV accelerating voltage, 10 mA current and 78 cm/min welding speed. The microstructure of casted base material, heat affected zone (HAZ) and weld metal of electron beam welded 718Plus were investigated by means of light (LM) and scanning electron microscopy (SEM). SEM observations of welded joint microstructure were performed using secondary electrons (SEM–SE). SEM/EDS analysis were carried out. Both MC type carbides and Laves phase were observed in interdendritic regions of base material. The microstructure of heat affected zone was composed of γ matrix, γʹ phase and MC-type carbides, Laves phase and Laves/γ eutectic. In weld metal zone no γʹ precipitates were observed. The microhardness measurements have shown a decrease in weld metal and HAZ. It can be caused by an influence of the welding process thermal cycle.

PL

Allvac 718Plus (718Plus) to stosunkowo niedawno opracowany nadstop na bazie niklu. 718Plus. Jest pierwszym nadstopem niklu zaprojektowanym zarówno na obrotowe, jak i statyczne podzespoły silników odrzutowych. Temperatura pracy 718Plus jest o około 50°C wyższa niż stopu 718, co zapewnia stabilność właściwości mechanicznych do 704°C. Ponadto charakteryzuje się spawalnością podobną do nadstopu 718, a koszty wytwarzania są mniejsze niż w przypadku stopu Waspaloy. Te zalety są wynikiem modyfikacji składu chemicznego Inconela 718, polegające na zwiększeniu proporcji Al/Ti oraz dodatkami W i Co zamiast Fe. Spawanie wiązką elektronów (EBW) oraz spawanie łukowe elektrodą nietopliwą (GTAW) są procesami, które mogą być stosowane podczas napraw komponentów silników odrzutowych oraz turbin gazowych, które zostały wyprodukowane z nadstopów na bazie niklu. Celem pracy była ocena poprawności procesu spawania wiązką elektronów nadstopu 718Plus oraz charakterystyka mikrostruktury poszczególnych stref spawanego złącza.

13

Characterisation of TCP phases in CMSX-4 single crystal superalloy subjected to high temperature annealing and creep deformation

Dubiel B., Indyka P., Kruk A., Kalemba-Rec I., Moskalewicz T., Berent K., Gajewska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 4

150--155

EN

A high temperature exposure of nickel-base single crystal superalloys leads to a formation of topologically close packed (TCP) phases, what can deteriorate their creep strength. Therefore, the aim of the present work was to investigate TCP phases precipitated in CMSX-4 superalloy after a two-step treatment consisting of annealing at temperature of 1100°C followed by a creep deformation at temperature of 900°C. The microstructure of CMSX-4 superalloy exposed to a high temperature was investigated by means of scanning and transmission electron microscopy as well as scanning-transmission electron microscopy in high angle annular dark field mode. The chemical composition in nanoareas was determined using the high spatial resolution and high count rate energy dispersive X-ray spectroscopy. A three-dimensional characterization of the microstructure of annealed and creep tested single crystal superalloy was carried out by means of electron tomography. Results of microstructural investigation have shown that after the application of two-step high temperature exposure the TCP precipitates present in CMSX-4 superalloy are P and μ phases. The most pronounced differences in the chemical composition of the investigated P and μ phase particles are concerned with W and Re content. It was determined that the P phase contains a higher amount of W, while the μ phase is mostly rich in Re.

PL

Monokrystaliczne nadstopy niklu to nowoczesne materiały żarowytrzymałe, zaprojektowane specjalnie do zastosowania na łopatki turbin gazowych. Skład chemiczny tych stopów jest tak dobrany, aby w mikrostrukturze uzyskać około 70% udziału objętościowego wydzieleń fazy γʹ o kształcie sześciennym oraz umocnienie roztworowe osnowy γ. Silny efekt umocnienia zapewniają pierwiastki o dużym promieniu atomowym, takie jak Re, W i Mo, które wolno dyfundują w osnowie Ni. Jednak po długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze pierwiastki te sprzyjają wydzielaniu kruchych faz o strukturze topologicznie zwarcie wypełnionej (topologically close packed, TCP). Najczęściej spotykanymi fazami TCP w nadstopach monokrystalicznych są fazy σ, μ, P i R. Ze względu na niewielkie różnice parametrów sieci oraz składu chemicznego identyfikacja tych faz jest skomplikowana i wymaga połączenia komplementarnych technik dyfrakcji elektronów i mikroanalizy składu chemicznego. Celem pracy jest identyfikacja faz TCP w monokrystalicznym nadstopie niklu CMSX-4 po wysokotemperaturowym wyżarzaniu i pełzaniu, określenie ich składu chemicznego oraz kształtu i rozmieszczenia w przestrzeni z wykorzystaniem nowoczesnych metod analitycznej mikroskopii elektronowej i tomografii elektronowej.

14

STEM-EDX and FIB-SEM Tomography of ALLVAC 718Plus Superalloy

Kruk A., Cempura G., Lech S., Czyrska-Filemonowicz A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

535--542

EN

Allvac 718Plus (718Plus) is a high strength, corrosion resistant nickel- based superalloy used for application in power generation, aeronautics and aerospace industry. The 718Plus microstructure consists of a γ matrix with γ’-Ni3(Al,Ti) and some δ- Ni3Nb phases as well as lamellar particles (η-Ni3Ti, η*-Ni6AlNb or Ni6(Al,Ti)Nb) precipitated at the grain boundaries. The primary strengthening mechanism for this alloy is a precipitation hardening, therefore size and distribution of precipitates are critical for the performance of the alloy. The aim of this study was to characterize precipitates in the 718Plus superalloy using Scanning Transmission Electron Microscope combined with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (STEM-EDX) and Focused Ion Beam Scanning Electron Microscope (FIB-SEM). The STEM-EDX and FIB-SEM tomography techniques were used for 3D imaging and metrology of the precipitates. Transmission electron microscopy and EDX spectroscopy were used to reveal details of the 718Plus microstructure and allow determine chemical composition of the phases. The study showed that electron tomography techniques permit to obtain complementary information about microstructural features (precipitates size, shape and their 3D distribution) in the reconstructed volume with comparison to conventional particle analysis methods, e.g. quantitative TEM and SEM metallography.

15

Transparent yttrium oxide ceramics as potential optical isolator materials

Kruk A, Wajler A, Mrozek M, Zych L, Gawlik W, Brylewski T

Optica Applicata

|

2015

|

Vol. 45, nr 4

585--594

EN

The objective of the presented study was to investigate the usefulness of transparent, sintered yttrium oxide for application as optical isolators, i.e., materials with high Verdet constant. The study utilizes the magneto-optical Faraday effect. To obtain yttrium oxide sinters, a commercial Y2O3 powder was applied, with LiF added to facilitate sintering. As a result of hot-press sintering and heating, transparent, dense sinters were obtained. The structure and morphology of the powders and bulk samples and the optical properties of the latter were investigated by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, visible and near-infrared reflectance spectroscopy, and a study of magneto-optical (Faraday) effects. Measurements of the Faraday effect in the wavelength range of 500–1000 nm indicate high Verdet constants for the above-described materials, which means that they can be effectively applied in laser optics.

16

Tailwater habitat stability after dam removal and return to a natural hydrological regime

Tszydel M., Kruk A.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2015

|

Vol. 44, No. 3

410--425

EN

The study was conducted from 2000 to 2003 in the tailwater of the Drzewieckie Lake, an artificial reservoir in Central Poland. Short-term peaks in water flow were generated for the purpose of the operation of a whitewater slalom canoeing track built just downstream of the dam. In 2002, the reservoir was drawn down. The patterns in habitat samples were recognized with a Kohonen’s unsupervised artificial neural network (SOM). The SOM spatial gradient was stronger than the SOM temporal gradient, which shows that the removal of the studied dam did not have a destructive impact on habitats’ features, as shown in other studies, and that the patchy nature of the riverbed has been maintained. The complete emptying of the Drzewieckie Lake took place at the beginning of the vegetation season, which allowed plants to cover the exposed bottom of the reservoir and, consequently, reduce the downstream flow of organic matter accumulated there. Patterns in the displacement of aquatic macrophytes, inorganic substratum and different fractions of particulate organic matter are discussed. The amount of dissolved oxygen decreased because of the lack of intensive water discharge from the reservoir into the river, which would result in high water turbulence. Results of this study are important for planning the ecologically sound dam removals.

17

Kohonen Artificial Neural Networks and the IndVal Index as Supplementary Tools for the Quantitative Analysis of Palaeoecological Data

Płóciennik M., Kruk A., Michczyńska D. J., Birks J. B.

Geochronometria

|

2015

|

Vol. 42, no.1

189--201

EN

We applied two widely-used methods for data partitioning — constrained incremental sum-of-squares (CONISS) and Optimal Partitioning (OP) along with two supplementary methods, a Kohonen artificial neural network (self-organising map, SOM) and the indicator value (IndVal) index, for the quantitative analysis of subfossil chironomid assemblages from a palaeolake in Central Poland. The samples, taken from 79 core depths, were divided into 5–11 groups (five by SOM, seven by CONISS, 11 by OP), for which different numbers of indicator taxa were determined with the use of the IndVal index (18 for CONISS, 15 for SOM, 11 for OP). Only six indicator taxa were common to all three methods. The number of highly specific (p < 0.001) taxa was highest for SOM. Only the SOM analysis clearly reflected the rate of the changes in chironomid assemblages, which occurred rapidly in the Late Glacial (as a result of greater climate variability) and slowly in the Holocene (as a reflection of slow long-term changes in the local habitat, such as paludification). In summary, we recommend using SOM and the IndVal index in combination with CONISS and/or OP in order to detect different aspects of temporal variability in complex multivariate palaeoecological data.

18

Zastosowanie metody elementów skończonych w badaniach interkonektorów metalicznych do stałotlenkowych ogniw paliwowych w wybranych układach geometrycznych

Stygar M., Kruk A., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 1

45--48

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji przeprowadzonych z zastosowaniem metody elementów skończonych na trójwymiarowym modelu elementu roboczego ogniwa paliwowego typu SOFC. Analizy podstawowych własności fizycznych dokonano na układzie geometrycznym typu MOLB oraz w układzie planarnym. Przyjęto materiały odzwierciedlające stałotlenkowe ogniwo paliwowe IT-SOFC. W badaniach skoncentrowano się na określeniu wpływu zużycia interkonektora metalicznego na stopień turbulentności przepływu mediów gazowych.

EN

The paper presents the results of simulations carried out by using the finite element method for the three-dimensional model of a working element of SOFC. The basic physical properties of particular geometric arrangements were analysed based on MOLB-type and planar-type cell stacks. The investigated materials were modelled after an intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFCs). The study was focused on determining the impact of the interconnect’s wear level on turbulence, affecting the flow of gaseous media.

19

Reaktywność chemiczna kompozytowego elektrolitu stałego 3Y-TZP/Al2O3 z materiałem katodowym LSCF48 w kontekście możliwości ich wykorzystania do ogniw paliwowych IT-SOFC

Obal K., Brylewski T., Adamczyk A., Kruk A., Pędzich Z., Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

212--217

PL

Niniejsza praca dotyczy oceny stabilności chemicznej kompozytowego elektrolitu o osnowie z częściowo stabilizowanego dwutlenku cyrkonu i wtrąceniami tlenku glinu (3Y-TZP/Al2O3) w stosunku do elektrody La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3 (LSCF48). Analiza fazowa mieszaniny 3Y-TZP/Al2O3-LSCF48 zestawionej w proporcji wagowej 1:1 i poddanej wygrzewaniu w 1073 K nie wykazała obecności innych faz niż wyjściowe. Wzrost temperatury wygrzewania do 1273 K spowodował powstawanie nowych faz krystalicznych, głównie SrZrO3 i CoFe2O4. Wyniki tych badań wskazują na potencjalne możliwości zastosowania elektrolitu 3Y-TZP/Al2O3 do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC ze względu na kompatybilność chemiczną z katodą LSCF48 w temperaturze przewidywanej eksploatacji ogniwa (1073 K). Ze względu na zachodzące zmiany strukturalne w mieszaninie poddanej wygrzewaniu w 1273 K - złącze elektrolit-katoda nie może być wystawione na działanie tej temperatury przez dłuższy okres czasu podczas wytwarzania ogniwa paliwowego.

EN

The paper presents the evaluation of chemical stability of composite electrolyte with the partially stabilized zirconia matrix and aluminium oxide inclusions (3Y-TZP/Al2O3) in relation to the La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 (LSCF48) electrode. Phase analysis of the 3Y-TZP/Al2O3-LSCF48 mixture batched in a weight ratio of 1:1, and annealed in air at 1073 K revealed the presence of the starting components only while the increase of annealing temperature up to 1273 K (for 5 h and 100 h) caused the formation of new crystalline phases, mainly of SrZrO3 and CoFe2O4. These studies indicate the potential for the application of 3Y-TZP/Al2O3 in intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) due to the chemical compatibility with the LSCF48 cathode at the expected operation temperature of a cell (1073 K). Due to structural changes of the mixture annealed at 1273 K, the electrolyte-cathode connector cannot be exposed to that temperature for a long time during the manufacturing stage of a fuel cell.

20

Mikrostruktura oraz właściwości elektryczne warstwy o strukturze spinelu na wybranych wysokochromowych stalach ferrytycznych

Kruk A., Stygar M., Krauz M., Homa M., Adamczyk A., Kucza W., Rutkowski P., Bobruk M., Gil A., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

235--244

PL

Ważnym aspektem technologicznym w produkcji generatorów prądotwórczych jest dobór odpowiednich materiałów konstrukcyjnych, bowiem od nich zależy wysoka sprawność energetyczna i niezawodność działania tych urządzeń. Interkonektor stanowi podstawowy element składowy ogniwa paliwowego, ponieważ doprowadza on poprzez system kanałów gazowe paliwo i utleniacz oraz odprowadza prąd elektryczny. W przypadku średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC do wytwarzania interkonektorów stosowane są wysokochromowe stale ferrytyczne, które w trakcie pracy ogniwa ulegają procesowi korozji, wykształcając ochronną zgorzelinę Cr2O3. Zgorzelina ta posiada dość znaczy opór elektryczny, a ponadto utlenia się do lotnych tlenków i tlenowodorotlenków chromu, które powodują „zatruwanie” pozostałych elementów ogniwa, obniżając tym samym jego sprawność. W celu przeciwdziałania tym niekorzystnym zjawiskom podjęto próbę zastosowania powłoki o składzie Y0,1Mn1,45Co1,45O4 jako ceramicznej warstwy ochronno-przewodzącej, nanoszonej metodą sitodruku bezpośrednio na powierzchnię stali ferrytycznej. W pracy przestawiono wyniki badań własności fizykochemicznych różnych stali ferrytycznych, czystych oraz z naniesioną powłoką spinelu manganowo-kobaltowego domieszkowanego itrem.

EN

An important technological aspect in production of generators is selection of appropriate structural materials which is a prerequisite for obtaining a high level of energy efficiency and reliability of these devices. The essential component of a fuel cell is an interconnect which supplies gaseous fuel and the oxidant through a system of channels, and also provides a medium for the generated electric current to travel through. In the case of intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC), ferritic stainless steel forms a core of the interconnect; the steel undergoes corrosion during the cell’s operation, forming a protective coating mainly composed of the Cr2O3 scale. However, the scale is characterized by a relatively high electrical resistance, and its formation furthermore entails the evolution of chromium oxides and oxyhydroxides that poison the remaining elements of the cell, reducing its overall efficiency. In order to prevent these processes from taking place, an attempt was made to apply a manganese cobalt-doped yttrium spinel as a protective-conducting ceramic layer on ferritic steel. The paper presents physicochemical properties of different species of pure ferritic steels and steels with the coating composed of the Y0.1Mn1.45Co1.45O4 spinel.