Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studies on influence of graphite inclusion size on properties of SiC-graphite composites

Gubernat A., Kornaus K., Rączka M., Piekarczyk W., Zimowski S., Muś B.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 3

180--187

EN

The study presents research on the influence of the size of solid lubricant inclusions-graphite on the properties of pressureless sintered SiC-graphite composites. The purpose of these composites is to achieve a self-lubricating effect between the working elements of a friction seal. For this purpose, studies were carried out, on the basis of which the composite with the inclusion size that provides the optimal mechanical andtribological properties was selected. The apparent density, hardness, bending strength, abrasive wear resistance, friction coefficient and linear wear in contact of the same kind of material pairs were determined. Mechanical and tribological tests were correlated with qualitative and quantitative microstructure analyses, on the basis of which it was found that SiC-graphite composites with inclusions not larger than 0.056 mm meet the requirements for the materials used to produce self-lubricanting elements of face seals. It was then observed that small inclusions of graphite are more uniformly distributed in the SiC matrix.

PL

Przedstawiono badania poświęcone wpływowi wielkości wtrąceń smaru suchego - grafitu na właściwości spiekanych swobodnie kompozytów SiC-grafit. Zadaniem takich kompozytów jest uzyskanie efektu samosmarowania pomiędzy pracującymi, w styku ślizgowym elementami uszczelnienia czołowego. W tym celu wykonano badania, na podstawie których wybrano kompozyt z wielkością wtrąceń zapewniającą optymalne właściwości mechaniczno-tribologiczne. Wyznaczono gęstość pozorną, twardość, wytrzymałość na zginanie, odporność na zużycie ścierne, wartość współczynnika tarcia i zużycia liniowego w kontakcie jednoimiennym. Wykonane badania mechaniczno-tribologiczne skorelowano z jakościową i ilościową analizą mikrostruktury, na tej podstawie stwierdzono, że wymogi stawiane materiałom służącym do budowy elementów konstrukcyjnych samosmarujących się uszczelnień czołowych spełniają kompozyty SiC-grafit o wtrąceniach nie większych niż 0.056 mm. Zaobserwowano wówczas, że drobne wtrącenia grafitu są gęściej i równomierniej rozmieszczone w osnowie SiC.

2

Wytwarzanie energii elektrycznej, ciepła i chłodu z metanu zawartego w powietrzu wentylacyjnym kopalń węgla kamiennego

Piekarczyk W., Gosiewski K.

Wiadomości Górnicze

|

2017

|

R. 68, nr 11

536--545

PL

Blisko 70 % metanu uwalnianego z pokładów węgla kamiennego jest emitowane do atmosfery z powietrzem wentylacyjnym kopalń. Stanowi to dużą stratę paliwa energetycznego, stanowiąc ponadto problem z jego emisją do atmosfery ziemskiej. Celem artykułu jest analiza jego możliwości w rzeczywistych warunkach kopalń. Artykuł przedstawia możliwość spalania metanu z powietrza wentylacyjnego w termicznym reaktorze rewersyjnym, z jednoczesną utylizacją uzyskiwanego ciepła spalania. Problematykę emisji metanu zawartego w powietrzu wentylacyjnym przez krajowy i zagraniczny przemysł wydobywczy oraz zasadę działania reaktora rewersyjnego omówiono tylko skrótowo. Na tym tle wykazano, że ten typ reaktorów może stanowić atrakcyjne źródło energii do dalszego wykorzystania. Autorzy proponują trójgeneracyjną produkcję energii elektrycznej, ciepła i chłodu do klimatyzacji wyrobisk górniczych. Na przykładzie wybranej kopalni przedstawiono analizę rzeczywistego zapotrzebowania na chłód. Analizę energetyczną zagadnienia przeprowadzano dla wydatków powietrza wentylacyjnego 720 000 mn3/h jako wartości średniej dla szybów wentylacyjnych w Polsce. Dla tak przyjętych założeń przedstawiono analizę wskaźników energetycznych dla układu trójgeneracyjnego z turbiną upustowo-kondensacyjną oraz wyznaczono efekty energetyczne odzysku ciepła. Wyniki obliczeń wykazały, że przy zapotrzebowaniu na chłód na poziomie 5,8–9,7 MW możliwe jest osiągnięcie mocy elektrycznej wynoszącej 2,9–3,7 MW. W przypadku braku zapotrzebowania na chłód osiągalna moc elektryczna wyniosłaby około 4,9 MW.

EN

Nearly 70 % of methane released from hard coal seams is emitted into the atmosphere with the ventilation air of the mines. This represents a major loss of energy fuel and constitutes additionally a problem with its emission to the atmosphere of the Earth. The aim of the article is to analyze its possibilities in real conditions of mines. The article presents the possibility of burning methane from ventilation air in a reversible thermal reactor, with simultaneous utilization of the generated heat from the combustion. The issue of methane emissions contained in the ventilation air by domestic and foreign extractive industries and the principle of operation of a reversible reactor was only briefly discussed. Against this background, it has been demonstrated that this type of reactor can be an attractive source of energy for further use. The authors propose a tri-generation production of electricity, heat and cooling for the airconditioning of mining workings. On the example of a selected mine, an analysis of the actual cold demand for cooling is presented. The energy analysis of the issues was conducted for ventilation air volume of 720,000 mn3/h as the average value for ventilation shafts in Poland. For such adopted assumptions, the analysis of energy indices for the tri-generation system with a bleed-condensing turbine was presented and the energy effects of heat recovery were determined. The results of the calculations showed that with a demand for cooling at the level of 5.8-9.7 MW it is possible to achieve an electrical power of 2.9—3.7 MW. If there is no demand for cooling, the achievable electrical power would be about 4.9 MW.

3

Uproszczenia w wyznaczaniu metodą ultradźwiękową stałych materiałowych materiałów anizotropowych o symetrii heksagonalnej

Piekarczyk W., Kata D.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 4

383--387

PL

Dla materiałów izotropowych wyznaczenie modułu Younga, modułu sztywności i liczby Poissona metodą ultradźwiękową jest stosunkowo prostą procedurą. Wystarczy zmierzyć prędkości rozchodzenia się podłużnej i poprzecznej fali ultradźwiękowej i z właściwych wzorów obliczyć odpowiednie stałe. Natomiast dla materiałów anizotropowych należy wykonać znaczną liczbę pomiarów prędkości fali podłużnej i spolaryzowanej fali poprzecznej w ustalonych kierunkach próbki, którą należy odpowiednio zorientować względem osi symetrii. Pomiary te są bardzo czasochłonne i skomplikowane. W pracy, na przykładzie anizotropowego kompozytu Al2O3-hBN oraz anizotropowego porowatego polikrystalicznego grafitu o anizotropii typu heksagonalnego, wyznaczono metodą ultradźwiękową wszystkie stałe materiałowe zgodnie ze skomplikowaną procedurą obowiązującą w przypadku materiałów anizotropowych. Na tych materiałach wyznaczono również w odpowiednich kierunkach stałe materiałowe próbek metodą uproszczoną, traktując je jako materiały izotropowe. Wyznaczone metodą uproszczoną wartości modułów Younga (E║, E┴) i modułów sztywności (G║ i G┴) różnią się nieznacznie (do 7%) od wartości wyznaczonych zgodnie z metodyką obowiązującą dla materiałów anizotropowych, wykazujących symetrię heksagonalnego. Natomiast metodą uproszczoną nie można wyznaczyć prawdziwych wartości liczb Poissona. Wyznaczone metodą uproszczoną wartości modułów Younga w przypadku próbki Al2O3 o największej zawartości hBN (30%) wynoszą: E║(3) = 95,0 GPa, E┴(1) = 177,1 GPa, a wyznaczone metodyką anizotropową: E║(33) = 93,5 GPa, E┴(11) = 181,3 GPa.

EN

The calculation of Young's modulus, shear modulus and Poisson’s ratio for isotropic materials by the ultrasound method is a relatively simple procedure. It is enough to measure the velocity of propagation of longitudinal and transverse ultrasonic waves, and to use the appropriate formulas to calculate the constants. However, a lot of measurements of longitudinal and transverse waves, polarized in appropriate directions are needed for anisotropic materials. A sample should be properly oriented to the axis of symmetry. These measurements are very time-consuming and complicated. All material constants for anisotropic composite Al2O3 - hBN and anisotropic porous polycrystalline graphite, which have hexagonal anisotropy, were calculated by ultrasound method in accordance with the complicated procedure appropriate for anisotropic materials. The material constants were also determined in respective directions of the samples, using the simplified method by treating them as the isotropic materials. Values of Young’s (E║, E┴) and shear modules (G║ and G┴), when determined using the simplified method, differ slightly (no more than 7%) from the values determined from the equations adequate for the anisotropic materials belonging to the hexagonal system. However, the simplified method cannot be used to determine Poisson's ratio values. In the case of Al2O3 composite with the highest content of hBN (30%) Young's modules of 95.0 GPa (E║(3)) and 177.1 GPa (E┴(1)) were calculated by the simplified method, and of 93.5 GPa (E║(33)) and 181.3 GPa (E┴(11)) by the anisotropic methodology.

4

Stałe materiałowe anizotropowych kompozytów Al2O3–hBN

Piekarczyk W., Rutkowski P., Górny G.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

113--116

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczania stałych sprężystości i stałych materiałowych tworzyw kompozytowych złożonych z tlenku glinu i heksagonalnego azotku boru o udziale objętościowym od 0% do 30%. Na podstawie pomiarów prędkości rozchodzenia fal podłużnych i odpowiednio spolaryzowanych poprzecznych fal ultradźwiękowych wyznaczono wszystkie stałe sprężystości i stałe materiałowe próbek o charakterze izotropowym i wykazujących anizotropię analogiczną do układu heksagonalnego. Pozwoliło to na weryfikację i uzupełnienie wzorów służących do wyznaczania wszystkich stałych sprężystości anizotropowych materiałów ceramicznych. W przypadku kompozytu Al2O3 z dodatkiem 30% hBN, wykazującego największą anizotropię, moduł Younga w kierunku równoległym do kierunku prasowania na gorąco miał wartość E║ = 93,5 GPa, a w kierunku prostopadłym E┴ = 181,3 GPa; moduł sztywności G║ = 52,9 GPa i G┴ = 74,4 GPa; liczby Poissona wynosiły µ12 = 0,219; µ13 = 0,162; µ31 = 0,084. W pracy stwierdzono, że w przypadku kompozytów o anizotropii związanej z układem heksagonalnym składowych faz, otrzymywanych przez prasowanie, istnieje możliwość wyznaczania niektórych stałych materiałowych w sposób szybki i uproszczony, korzystając z wzorów obowiązujących dla materiałów izotropowych.

EN

This paper presents the results of determination of elastic and material constants of hot pressed aluminium oxide matrix composites containing from 0% to 30% of hexagonal boron nitride. The measurements of ultrasonic waves velocities with required polarization allowed determining all elastic and material constants for the tested samples both isotropic and anisotropic due to the presence of the hexagonal phase. This gave a possibility to verify and supplement formulas used for determining all the elastic constants of ceramic materials with hexagonal anisotropy. For alumina composite with 30% hBN, the following material constants were determined: Young's moduli E║ = 93,5 GPa and E┴ = 181,3 GPa, moduli of rigidity G║ = 52,9 GPa and G┴ = 74,4 GPa, in a direction parallel and perpendicular to the pressing, respectively; Poisson ratios had values of μ12 = 0,219; μ13 = 0,162; μ31 = 0,084. Regarding anisotropic materials fabricated by pressing and belonging to the hexagonal system, there is an option of determining some material constants using the formulas usually used for isotropic materials.

5

Zgazowanie biomasy – obszary możliwych zastosowań

Piekarczyk W.

Energetyka

|

2015

|

nr 1

41--50

PL

Informacje zamieszczone w artykule wskazują na wielowymiarowe możliwości wykorzystania zgazowania biomasy. Każdy z tych wymiarów może być rozpatrywany osobno (wytwarzanie energii elektrycznej) bądź też w kilka wariantów jednocześnie w jednej instalacji (paliwa wytwarzane w procesie Fishera-Tropscha). Uwzględniając zobowiązania Polski wynikające z Dyrektywy UE oraz ze Strategii Rozwoju Energetyki Odnawialnej przyjętej przez Sejm RP w 2001 roku a związanej ze zmniejszeniem energochłonności gospodarki, zwiększenie sprawności wytwarzania elektrycznej i ciepła wraz z maksymalnym wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii oraz wykorzystaniem zgazowania biomasy może częściowo pomóc wypełnić powyższe zobowiązania.

EN

Informations placed in this article show that multioptional utilization of biomass gasification is possible. Each one of these options can either be considered separately or some of them simultaneously in one installation (fuels produced in the Fisher-Tropsch process). Taking into consideration Poland’s commitments resulting from the EU Directive together with the Polish National Strategy for the Development of Renewable Energy Sector approved by the Parliament in 2001 and concerning reduction of the economy energy intensity, increase in electric energy and heat generation efficiency as well as maximum utilization of renewable energy sources and making use of biomass gasification can partly help to meet these requirements.

6

Rozliczanie emisji dwutlenku węgla na przykładzie bloków w PGE GiEK S.A. Oddział Elektrownia Bełchatów

Andryjowicz C., Piekarczyk W.

Energetyka

|

2015

|

nr 5

353--359

PL

W myśl ustawy z dnia 17 lipca 2009 r. o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji bilansowanie emisji rozumie się jako określanie i prognozowanie wielkości emisji, emisji unikniętej, emisji zredukowanej oraz gromadzenie i przetwarzanie informacji o tych wielkościach, przy wykorzystaniu danych gromadzonych na potrzeby polityki krajowej oraz na potrzeby wypełnienia zobowiązań międzynarodowych. Podstawą do bilansowania są coroczne raporty sporządzane przez podmioty korzystające ze środowiska. Raportowaniem objęte są gazy cieplarniane (CO2, N2O, CH4) oraz produkty spalania takie jak NOx i SO2. W artykule opisano przykład rozliczania emisji CO2 dla bloków nr 1 i nr 4 zainstalowanych w Elektrowni Bełchatów. Wielkość emisji CO2 została określona na podstawie wyników pomiarów rozdziału popiołu w kotłach tych bloków oraz analiz laboratoryjnych próbek węgla i odpadów paleniskowych.

EN

Pursuant to the Act of 17 July 2009 on the management of GHG emissions and emissions of other substances, the emission balancing must be understood as defining and prognozing the amount of emission, avoided emission and reduced emission as well as collecting and processing the information about these amounts, with the use of data collected for the needs of national policy and the need to meet international obligations. The basis for this balancing are annual reports prepared by subjects using the environment. The data to be reported are the ones concerning greenhouse gases (CO2, N2O, CH4) and combustion products like NOx and SO2. Described is the example of CO2 emission accounting for the No. 1 and 4 power units installed in Elektrownia Bełchatów.The amount of CO2 emission was determined on the basis of the results of ash distribution in these units boilers and laboratory analysis of coal samples and furnace refuses.

7

Elastyczne podłoża poliakryloamidowe do badań komórkowych

Zamora K., Dziob D., Nowak J., Piekarczyk W., Rajfur Z., Laska J.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 124

11--18

PL

Podłoża do hodowli komórkowej charakteryzują się różnymi właściwościami mechanicznymi, które mogą mieć znaczący wpływ na zachowanie komórek. Szczególnie ciekawy typ podłoży stanowią hydrożele akryloamidowe, zarówno ze względu na łatwość ich syntezy, jak i na fakt, iż poprzez niewielkie zmiany ilości substratów wykorzystywanych w wytwarzaniu tych podłoży, można uzyskać podłoża znacznie różniące się elastycznością. Dodatkową zaletą hydrożeli akryloamidowych jest to, że pomimo znacznych różnic elastyczności, biozgodność i bioaktywność pozostają niezmienione. W niniejszym artykule skupiono się na opisie syntezy podłoży akryloamidowych do hodowli komórkowej, a także na scharakteryzowaniu ich cech mechanicznych i sprawdzeniu wpływu elastyczności podłoży na hodowlę rybich komórek keratynocytowych. Keratynocyty to komórki, których hodowla jest niewymagająca, w porównaniu do innych linii komórkowych, gdyż mogą one być hodowane bez konieczności wykorzystywania drogich pożywek, a także bez konieczności inkubowania w temperaturze 37 stopni Celsjusza. W pracy szczegółowo opisano sposób wytwarzania podłoży akryloamidowych o różnych stopniach elastyczności. Hydrofilowość otrzymanych podłoży sprawdzano metodą goniometryczną poprzez pomiar kąta zwilżania. Istotną częścią eksperymentu było określenie właściwości mechanicznych otrzymanych podłoży poprzez pomiar prędkości rozchodzenia się podłużnej fali ultradźwiękowej. W ten sposób porównano właściwości mechaniczne czterech podłoży różniących się modułem elastyczności. Stwierdzono, iż największe prędkości rozchodzenia się fal dotyczą próbek o najniższym module elastyczności, co świadczy o największym upakowaniu cząsteczek polimeru i pośrednio potwierdza najwyższy stopień usieciowania polimeru. Otrzymane podłoża posłużyły jako matryce do hodowli keratynocytów, których migrację obserwowano pod mikroskopem. Zaobserwowano znaczne różnice w zachowaniu się komórek, szybkości ich migracji oraz przyjmowaniu kształtu wskazującego stresogenne działanie podłoży o niskim module elastyczności rzędu kilku kPa oraz korzystne oddziaływanie podłoży twardych o module elastyczności >30 kPa.

EN

Cell culture substrates show different mechanical properties, that may have significant influence on behavior of cells. Acrylamide hydrogels are particularly interesting substrates, due to both the ease of their synthesis and the fact, that by small changes in the amounts of reactants used in their manufacturing process, one can obtain substrates of significantly different elasticity level. An additional advantage of acrylamide hydrogels is that despite of significant changes in elasticity they exhibit no changes in biological properties. This article is focused on the synthesis of acrylamide substrates for cell culturing, characterization of their mechanical properties, and also on searching the influence of elasticity of the substrates on culture of fish keratinocytes. Keratinocytes are cells, which culture is simplified, compared to other cell lines, since they may be cultured without usually expensive nourishments and the necessity of incubation at 37 degrees of Celsius. The detailed description of the synthesis of acrylamide substrates of different levels of elasticity is given in this paper. Hydrophilicity of the obtained substrates was also investigated by testing the contact angle by goniometric method. An important part of the experiment was determining mechanical properties of the obtained substrates by measuring velocity of propagation of ultrasonic longitudinal wave for substrates of different elasticity modules. In that way comparison of the elasticity of the four different substrates was possible. It has been found, that the largest wave propagation velocity refers to the samples of the lowest elastic modules, what proves the highest degree of cross-linking in these hydrogels. The established substrates were used as matrices for keratinocytes culture, which migration was observed under the microscope. Depending on the substrate significant differences in cell behavior, their migration velocity, and shape changing has been observed. The soft hydrogels with elasticity modulus less than several kPa were stressful for the cells while hard ones with elasticity of >30 kPa were beneficial.

8

Właściwości sprężyste anizotropowych materiałów kompozytowych Al2O3 – hBN.

Piekarczyk W., Górny G., Rutkowski P., Kata D.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 2

214--219

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań materiałów kompozytowych o osnowie tlenku glinu z udziałem od 0–30% obj. heksagonalnego azotku boru, otrzymanych metodą prasowania na gorąco. Dla oceny wpływu obecności fazy hBN w anizotropowych kompozytach na ich właściwości sprężyste zastosowano ultradźwiękową metodę wyznaczania stałych sprężystości Cij i stałych materiałowych: moduły Younga, moduły ścinania i liczby Poissona. Wyznaczone tą metodą stałe materiałowe porównano z odpowiednimi wartościami wyznaczonymi metodą ultradźwiękową przy traktowaniu tych kompozytów jako materiały izotropowe. Badania wykazały istotny wpływ obecności fazy hBN na anizotropię właściwości sprężystych materiałów kompozytowych; najwyższą, dochodzącą do 50% anizotropią modułu Younga charakteryzują się materiały kompozytowe o 30-procentowej zawartości hBN w Al2O3.

XX

The paper presents the results of a study on composite materials with aluminium oxide matrix containing from 0% to 30% hexagonal boron nitride. Composite materials were obtained by hot pressing. To assess the effect of hBN phase on the elastic properties of composites a new method of determining the elastic constants and material constants e.g.: Young's module, shear module and Poisson's coefficients was developed. The method consisted of measurements of ultrasonic wave propagation velocity in composite materials, that were treated as anisotropic materials. The material constants obtained by using this method were compared with values achieved from the ultrasonic measurement of the composites treated as isotropic materials. Studies have shown a significant effect of the presence of hBN phase on anisotropy of the composite materials’ elastic properties. The highest anisotropy of Young’s modulus, up to 50% was observed in the case of composite materials containing of 30% hBN.

9

Evaluation of PCL and PCL/n-HAp fibres processed by melt spinning

Rajzer I., Fabia J., Graczyk T., Piekarczyk W.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 118

2--4

EN

In this work the process for the manufacture of polycaprolactone fibres containing hydroxyapatite nanoparticles by melt spinning method was developed. The effect of nanohydroxyapatite content on the fibre structure and properties was investigated with FTIR, SEM, DSC, TGA methods. The mechanical properties of obtained fibres enable further processing to scaffolds by nonwoven technologies.

10

Augmentation of flexural strength of concrete beams glued with carbon laminate

Piekarczyk J., Błażewicz S., Piekarczyk W.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 1

98-103

EN

Improvement of performance of building objects particularly made of concrete and stone (bridges, ceilings, girders) is more and more often obtained via reinforcing with thin, high-strength bands made of carbon polymers. The reinforcement comprises gluing high-module, or high-strength thin carbon laminate (using suitable resin) to the building element at its supporting side. Additional reinforcement is obtained in result of gluing carbon laminate, having suitable orientation of fibres at the beam side planes, within shearing areas. Bending strength tests, measurements of fracturing energy and measurements of static Young’s modulus were executed with the use of 500 x 26 x 26 mm concrete beams cut of the concrete B-30 blocks, made of concrete of C25/30 class, as well as with use of sandstone beams. 13.8-fold increase of bending strength, 124-fold increase of the destruction work and slight increase of Young’s modulus (1.6-fold) was observed for the concrete B-30 – carbon laminate system. Reinforcement with laminate and additional reinforcement of shearing zones resulted in 17.7-fold bending strength increase (load capacity) and 187-fold increase of destruction work. Reinforcement of shearing zones of concrete beams with laminate has no influence on the system Young’s modulus. Reinforcing 530 x 32 x 32 mm sandstone beams with carbon laminate results in 9.2-fold increase of bending strength and 23.2-fold increase of destruction work. Additional reinforcement of the shearing zones improved the bending strength with over 50 % and increased fracturing energy about 3 times. Analogous tests executed with the use of shorter sandstone beams proved considerably smaller values of the bending strength and destruction work. Freezing-corrosion tests with the use of concrete beams having low strength class and reinforced with laminate proved that bending strength is reduced with 60 % after 30 freezing-corrosion cycles, whereas the sandstone beams reinforced with laminate lose their bending strength with 20 % after 30 cycles.

PL

Poprawa właściwości eksploatacyjnych obiektów budowlanych, szczególnie tych wykonanych z betonu i kamienia (mosty, stropy, dźwigary), coraz częściej uzyskiwana jest przez wzmocnienie za pomocą cienkich, wysokowytrzymałych taśm wykonanych z polimerów węglowych. Wzmocnienie obejmuje przyklejanie wysokomodułowego lub wysokowytrzymałego cienkiego laminatu węglowego (przy wykorzystaniu odpowiedniej żywicy) do elementu budowlanego po jego stronie nośnej. Dodatkowe wzmocnienie uzyskuje się w wyniku przyklejania laminatu węglowego, mającego odpowiednią orientację włókien, w płaszczyznach bocznych belki w obszarach ścinanych. Przeprowadzono badania wytrzymałości na zginanie, pomiary energii pękania i pomiary statycznego modułu Younga w przypadku belek betonowych o wymiarach 500 x 26 x 26 mm wyciętych z betonowych bloków B-30, wykonanych z betonu C25/30, a także w przypadku belek z piaskowca. W przypadku układu beton B-30 – laminat węglowy zaobserwowano 13,8-krotny wzrost wytrzymałości na zginanie, 124-krotny wzrost pracy zniszczenia i nieznaczny wzrost modułu Younga (1,6-krotny). Wzmocnienie za pomocą laminatu i dodatkowe wzmocnienie stref ścinania doprowadziło do 17,7-krotnego wzrostu wytrzymałości na zginanie (nośność) i 187-krotnego wzrostu pracy zniszczenia. Wzmocnienie stref ścinania belek betonowych za pomocą laminatu nie miało wpływu na moduł Younga układu. Wzmacnianie belek piaskowca o wymiarach 530 x 32 x 32 mm za pomocą laminatu węglowego powoduje 9,2-krotny wzrost wytrzymałości na zginanie i 23,2-krotny wzrost pracy zniszczenia. Dodatkowe wzmocnienie stref ścinania poprawiło wytrzymałość na zginanie o ponad 50 % i zwiększyło energię pękania około 3 razy. Analogiczne badania przeprowadzone przy użyciu krótszych belek z piaskowca dowiodły znacznie mniejszej wartości wytrzymałości na zginanie i pracy zniszczenia. Badania odporności na zamrażanie-rozmrażanie belek z betonu niskiej klasy wytrzymałości, wzmocnionych laminatem dowiodły, że ich wytrzymałość na zginanie zmniejsza się o 60 % po 30 cyklach zamrażania- rozmrażania, podczas gdy w tych samych warunkach belki z piaskowca tracą 20 % swojej wytrzymałości.

11

Ultrasonic methods for the tests of quality of casts from the alloys of aluminum

Piekarczyk W., Kata D., Karwiński A.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 3

87-92

EN

In this work we present the results of the check test of the properties of casts, made by the method of smelted models in the precise foundry THE ARMATURA in Lodz. Casts were made according to the new technological solution, worked out during the realization of the purposeful project. The determination of the technological parameters of the productive process, enabling making precise casts from the alloys of aluminum, made in ceramic forms about the ambient temperature was the effect of led works. The ultrasonic method was applied to the tests of proprieties received casts. The inhomogeneity of metal material and the influence of the temperature of form on the elastic proprieties of casts were investigated. Characteristic for casts values of the velocity of longitudinal and transversal ultrasonic waves were used also to calculate the materials constants: the Young modulus E, the shear modulus G and Poisson's coefficient [...]. The obtained values of the Young modulus for tested casts carried out from 70,5 GPa to 79,9 GPa. It was shown that ultrasonic tests in quick and nondestructive way allow on the examination of density and anisotropy of casts, and also can characterize of cast using their materials constants.

12

Ultrasonication as a method for examination of glasses derived from UV curable nanosilica pastes

Piekarczyk W., Woźniak M., Graule T., Hazan Y., Kata D., Lis J.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 3

288-293

EN

Ceramics and glasses are well suited as materials for chemical microreactors working at high temperatures and chemically aggressive environments. Such microreactors are conveniently produced by rapid prototyping of UV curable dispersions. Ultrasonic methods can provide information on the mechanical properties by the detection of defects and discontinuity of such materials. The technique is used here to study the effect of the paste composition on the properties of the final glasses. The effects of the base monomer type, crosslinker concentration and photoinitiators were examined. The results of ultrasonic measurements were applied to determine both the materials constants and dependences of ultrasonic wave speeds on the original paste composition. It was shown that ultrasonic tests can be useful for optimization of compositions of UV curable ceramic pastes, used in rapid prototyping.

PL

Ceramika i szkło dobrze nadają się na chemiczne mikroreaktory pracujące w wysokich temperaturach i chemicznie agresywnych środowiskach. Takie reaktory wytwarzane są dogodnie metodą szybkiego prototypowania z użyciem zawiesin sieciowanych promieniowaniem nadfioletowym. Metody ultradźwiękowe mogą dostarczać informacji o właściwościach mechanicznych materiałów poprzez wykrywanie wad i nieciągłości ich budowy. W prezentowanej pracy wykorzystano metodę ultradźwiekową do badania wpływu składu pasty na właściwości otrzymanych szkieł. Badano wpływ rodzaju podstawowego monomeru, stężenia cząsteczek wiążących krzyżowo i fotoinicjatorów. Wyniki pomiarów ultradźwiękowych zastosowano do oznaczenia zarówno stałych materiałowych, jak i związków pomiędzy prędkościami fali ultradźwiękowej a składem wyjściowych past. Pokazano, że badania ultradźwiękowe mogą być użyteczne w przypadku optymalizacji składu past ceramicznych sieciowanych promieniowaniem ultrafioletowym, przeznaczonych do szybkiego prototypowania.

13

Mechanical properties of carbon/hydroxyapatite nonwovens for bone tissue engineering

Rajzer I., Piekarczyk W., Grzybowska-Pietras J., Janicki J.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 93

6--9

14

Electrospun biomimetic resorbable scaffold

Rajzer I., Piekarczyk W., Kwiatkowski R., Biniaś W., Janicki J.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 99-101

13--15

15

Własności wyrobów wysokoglinowych infiltrowanych węglikiem krzemu metodą CVD

Drygalska E., Piech J., Walasek E., Piekarczyk W., Kruszec T.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

184-186

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tworzyw wysoko glinowych modyfikowanych węglikiem krzemu, otrzymywanym metodą chemicznej krystalizacji z fazy gazowej (CVD). Infiltracja metodą CVD pozwoliła na poprawę parametrów mikrostruktury tworzyw wysoko glinowych, przejawiającą się głównie poprzez zmniejszenie udziału objętościowego porów otwartych, a także ich średnicy. Konsekwencją tych zmian jest poprawa właściwości użytkowych materiałów, a w szczególności wytrzymałości mechanicznej i modułu sprężystości.

EN

This work contains the results of studies on high aluminia bricks properties modified by CVD deposited silicon carbide SiC. CVD-inflitration improved microstructure parameters of high aluminia refractories, mostly by the reduction of a shared volume and diameter of the apparent pores. As a result, improvement of the mechanical properties has been observed especially flexural strenght and Youngs modulus.

16

Optymalizacja składu surowcowego mas do otrzymywania tworzyw typu gres porcellanato z zastosowaniem metod ultradźwiękowych

Galos K., Piekarczyk W., Kata D.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

160-163

PL

Przedstawiono przydatność metod ultradźwiękowych do optymalizacji składu surowcowego mas do otrzymywania tworzyw typu gres porcellanato. Wykazano zależności o wysokich współczynnikach korelacji R2 > 0,96 między prędkościami podłużnej fali ultradźwiękowej a nasiąkliwością, wytrzymałością na zginanie oraz ścieralnością wgłębną. Ustalone korelacje pozwalają na szybkie określenie w/w parametrów na podstawie nieniszczących badań ultradźwiękowych. Najwyższe wartości stałych materiałowych wyznaczono dla płytek wytworzonych na bazie masy surowcowej zawierającej ił biało wypalający się Drużkowskoje RU ZD-1. Wyniosły one: moduł Younga E = 72,0 GPa; moduł ścinania G = 30,4 GPa; współczynnik Poissona µ = 0,182.

EN

The paper presents usefulness of ultrasonic methods for optimisation of the raw materials composition for gres porcellanato tiles manufacturing. Very good correlation (R2>0,96) was found between velocity of longitudinal ultrasonic wave and basic parameters of the studied ceramic materials, i.e.: water absorption, bending strength and grindability. The established correlation allowed us to determine the parameters very quickly by means of the non-destructive ultrasonic methods. The highest values of the material constants were determined for ceramic materials manufactured on the basis of raw materials mass with a part of Ukrainian white-firing clay Druzhkovskoye RU ZD-1: Young modulus E = 72,0 GPa; shear modulus G = 30,4 GPa; Poisson's ratio µ = 0,182.

17

Metodyka ultradźwiękowych badań płytek typu gres porcellanato

Piekarczyk W., Kata D., Lis J., Galos K.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

208-212

PL

Opracowano metodę pomiaru prędkości fal ultradźwiękowych podłużnej i poprzecznej w przypadku tworzyw gres porcellanato. Dokonano wyboru odpowiedniego aparatu i głowic ultradźwiękowych, metoda ultradźwiękowa stworzyła możliwość badań niejednorodności, anizotropii i właściwości sprężystych wytypowanej ceramiki. Zmierzone rozmiary niejednorodności nie przekraczały 7%, zaś anizotropia 6,5%. Moduł Younga płyt L (lepszy rodzaj) osiągnął wartość 70 GPa i był ok. 27% większy od modułu płyt G (gorszy rodzaj). Również moduł sztywności płyt L był ok. 27% większy i wynosił 30 GPa. Liczba Poissona obydwu rodzajów płyt wynosiła 0,159.

EN

The methodology of measurement of longitudinal and transverse ultrasonic wave velocity was worked out in the ceramic gres porcellanato bodies. The selection of suitable apparatus and the ultrasonic heads was executed. Ultrasonic methodology created possibility of the investigation of in-homogeneity, anisotropy and elastic properties of gres porcellanato bodies. The determined sizes of in-homogeneity and anisotropy did not exceed 7% and 6,5%, respetively. The Young's modulus of the L plates (better type of plates) achieved the value 70 GPa and it was about 27% larger than the module of the G plates (worse type of plates). Also the modulus of rigidity for plates L was about 27% larger and it carried out 30 GPa. The Poisson ratio for both kinds of plates amounted to 0,159.