Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Technology and Dielectric Properties of the KNLN Doped with Nd3+ and Pr3+ Ions

Bochenek D., Osińska K., Mankiewicz M., Niemiec P., Dercz G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1183--1188

EN

The paper presents the technology and basic properties of three compositions of lead-free ceramics: (i) (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3, (ii) (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3)NbO3 +0.5%mol Nd2O3 and (iii) (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3)NbO2+0.5%mol Pr2O3. Powders of the designed compositions based on KNLN were obtained with the classic ceramic technology, as a result of solid phase synthesis, from a mixture of simple oxides and carbonates. The synthesis of ceramic powders was carried out at Ts = 900°C for ts = 4 h, while compaction by free sintering at Tsint = 1100°C for tsint = 2 h. XRD studies have shown that doping with praseodymium and neodymium promotes the formation of the tetragonal phase in the base composition (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3)NbO3 at lower temperatures. On the other hand, microstructural tests have shown that the admixture of neodymium and praseodymium improves the sinterability of ceramic samples during the technological process; however, the ceramic samples still exhibit high porosity.

2

PZT-Type Ceramics Doped with Manganese, Antimony, Lanthanum and Tungsten - Technology and Physical Properties

Bochenek D., Niemiec P., Ćwikiel E., Goryczka T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

827--837

EN

The work three ceramic compositions based on PbZr0.49 Ti0.51O3 doped with manganese (Mn), antimony (Sb), lanthanum (La) and tungsten (W) were obtained. The introduction of a set of admixtures was aimed at improving the sinterability of ceramic materials and optimizing its electrophysical parameters. Multi-component materials of the PZT-type with a general formula: Pb(PbZr0.49 Ti0.51)0.94 Mn0.021 Sb0.016 LayWz O3 (where y from 0.008 to 0.012 and z from 0.012 to 0.014) were prepared by the conventional mixed oxide method. After mixing and drying the powder mixtures were calcined in air at 850°C for 4 h, while densification of the powders was carried out by the free sintering method at 1150°C for 2 h. The final steps of technology were grinding, polishing, annealing and putting silver paste electrodes onto both surfaces of the samples for electrical testing. XRD, SEM, EDS, dielectric, ferroelectric, piezoelectric properties and DC electrical conductivity of the obtained ceramic compositions were carried out. X-ray tests of the crystal structure conducted at room temperature have shown that all obtained the PZT-type materials were a single phase (perovskite type) without the presence of a foreign phase. Symmetry of the crystal lattice was identified as space group P4mm. Temperature dielectric studies have shown high values of dielectric permittivity and low dielectric loss. The presented physical properties of ceramic samples based on PZT confirm their predisposition for application in modern microelectronic and micromechatronic applications.

3

Electrophysical Properties of the Multiferroic BFN-Ferrite Composites Obtained by Spark Plasma Sintering and Classical Technology

Bochenek D., Niemiec P., Brzezińska D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

799--804

EN

In the paper the multiferroic (ferroelectric-ferromagnetic) composites based on ferroelectromagnetic/ferroelectric (BaFe1/2Nb1/2O3 (BFN)) powder and ferrite powder (zinc-nickel ferrite) were obtained by two technological methods. In the composite samples the ratio of the ferroelectromagnetic/ferroelectric powder to the magnetic powder was equal to 90:10. The ceramic powders were synthesized by the classical technological method using powder calcination/solid state synthesis, while densification of the composite powders (sintering) was carried by two different methods: (i) Free Sintering method (FS), and (ii) Spark Plasma Sintering (SPS). At the work, a comparison of measurement results for composite samples obtained by two sintering methods was made. The studies included the following analysis: DTA, XRD, SEM, DC electrical conductivity, electric permittivity and magnetic properties. The result of measurements presented in the work revealed that the ceramic composite obtained by two different technological sintering method (classical technology – Free Sintering method and Spark Plasma Sintering technique) can be promising lead-free materials for functional applications, for example in sensors for magnetic and electric field.

4

Electrophysical Properties of the Multicomponent PbFe1/2Nb1/2O3 Ceramics Doped by Li

Bochenek D., Niemiec P., Adamczyk M., Stokłosa Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 1

227--233

EN

The paper presents the results of research on the influence of sintering temperature on microstructure, DC electrical conductivity, dielectric, ferroelectric and magnetic properties of PbFe1/2Nb1/2O3 ceramics doped by Li in the amount of 5.0% wt., in the abbreviation PLiFN. The ceramic samples of the PLiFN material were obtained by the two-stage synthesis – columbite method and sintered by free sintering methods. Introduction to the basic PbFe1/2Nb1/2O3 composition of the lithium admixture to decrease the electrical conductivity and reduction of dielectric loss. The tests have shown that the increase in sintering temperature orders the PLiFN ceramic microstructure, which has a positive effect on its electrophysical properties. At room temperature, the PLiFN ceramic samples show both ferroelectric and ferromagnetic properties. Considering the functional parameters of the obtained ceramic samples, the optimal technological conditions are 1100°C/2 h.

5

Realizacja półautomatycznego rozruchu kotłów w automatyce blokowej i ocena jej skuteczności na przykładzie kotła wodnego WP-120

Kielian M., Niemiec P.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2018

|

R. 86, nr 9

23--26

PL

Potrzeba zastosowania półautomatycznego rozruchu kotła wynika bezpośrednio z doświadczeń eksploatacyjnych na jednostce wytwórczej, której liczba rozruchów i uruchomień może przekraczać siedemdziesiąt w skali roku, w zależności od liczby przeprowadzanych prac remontowych i stanów awaryjnych głównych jednostek wytwórczych. Artykuł przedstawia wyniki prac związanych z zagadnieniem półautomatycznego rozruchu kotła wodnego WP-120. Prace te zostały wykonane w celu zapewnienia zdolności do szybkiego i sprawnego rozruchu kotła, szczególnie wymuszonego stanami awaryjnymi jednostek produkujących moc elektroenergetyczną i cieplną, biorąc pod uwagę parametry techniczne urządzeń dostarczonych przez producentów i bezpieczne praktyki rozruchowe.

EN

The need to employ semi-automated boiler start-up operation stems directly from the operational experience on a power unit, whose number of yearly start-ups may exceed seventy depending on the number of planned renovation works and emergency states of main power generating units. This paper presents results of work associated with the issue of semiautomated start-up procedure of the WP-120 water boiler. These works were conducted in order to ensure the capability of fast and effective boiler start-up, in particular during the emergency states of main power generating units, taking into the account technological parameters of hardware delivered by the producers and the safety boiler start-up practises.

6

The Microstructure and Magnetoelectric Properties of Multiferroic Composites

Bartkowska J. A., Bochenek D., Niemiec P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

853--858

EN

Multiferroic composites are very promising materials because of their applicability because the magnetoelectric effect occurs in them. The subject of the study were two multiferroic ceramic composites: leaded obtained from powder of the composition PbFe0.5 Nb0.5 O3 and ferrite powder of the composition Ni0.64 Zn0.36 Fe2 O4 and unleaded which was obtained from the powder of the composition BaFe0.5 Nb0.52 O3 and the same ferrite powder Ni0.64 Zn0.36 Fe2 O4. For the both multiferroic materials the following studies were conducted: SEM, BSE, EDS, XRD and the temperature dependence of dielectric constant ε(T). Using the previously developed method of calculating the magnetoelectric coupling factor (g), based on dielectric measurements, the magnitude of the magnetoelectric effect in the multiferroic composites was determined.

7

The Magnetic and Electric Measurements of the Multiferroic PbFe1/2Nb1/2O3 Ceramics Obtained Using Hot Uniaxial Pressure Method

Bochenek D., Skulski R., Niemiec P., Brzezińska D., Rogacki K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1243--1247

EN

We present the results of investigations of Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) ceramic samples obtained using two-step synthesis (i.e. columbite method). For obtained samples complex investigations of microstructure, magnetic and electrophysical properties have been performed at low and at high temperatures. Microstructure is characterized by small grains with high homogeneity and high density (low porosity). Impedance of samples and the phase shift angle have been measured using LCR Meter. Next the AC electric conductivity, dielectric permittivity and loss tangent have been calculated. AC conductivity at frequency 3 Hz was measured in similar way using Quantum Design PPMS System in magnetic fields 1000 Oe and 10000 Oe. At temperature range 240 K - 260 K the anomalies of conductivity are observed. These anomalies depend on measuring cycle (heating, cooling) and magnetic field.

8

Technology and Electrophysical Properties of the (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3 Ceramics Doped by Cr3+, Zn2+, Sb3+ or Fe3+

Bochenek D., Osińska K., Niemiec P., Adamczyk M., Goryczka T., Szych R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1401--1409

EN

In the work five ceramic compounds based on the (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3 (KNLN) material modified with oxides: Cr2O3, ZnO, Sb2O3 or Fe2O3 (in an amount of 0.5 mol.%) were obtained. The KNLN-type composition powder was prepared by solid phase synthesis from a mixture of simple oxides and carbonates, while compacted of the ceramic samples was conducted by free sintering methods. In the work the effect of the used admixture on the electrophysical properties of the KNLN ceramics was presented. The XRD, EDS tests, the SEM measurements of the morphology ceramic samples, dielectric properties and DC electric conductivity were conducted. The research showed that the used admixtures introduced into the base of KNLN-type composition improve the microstructure of the ceramic samples and improve their sinterability. In the case of the dielectric measurements, it was observed a decrease in the maximum dielectric permittivity at the TC for dopred KNLN-type samples. The addition of an admixture of chromium, zinc, antimony or iron in an amount of 0.5 mol.% to the base composition (K0.44Na0.52Li0.04)NbO3 practically does not change the phase transition temperature. The diminution in the density value of doped KNLN ceramics was attributed to the alkali elements volatilization.

9

Realizacja półautomatycznego rozruchu kotłów w automatyce blokowej na przykładzie kotła wodnego WP-120 w EC Gdyńska

Kielian M., Niemiec P., Gross M.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2017

|

R. 85, nr 9

52--54

PL

Ciągły rozwój automatyki blokowej wynika bezpośrednio z zapotrzebowania na dostawę nowych, innowacyjnych algorytmów automatycznego sterowania i regulacji, mających na celu usprawnienie procesów przemysłowych i ułatwienie pracy obsługi bloków energetycznych. W świetle powyższego, IASE przy współpracy ze specjalistami z EDF Polska Oddział Wybrzeże w Gdańsku – EC Gdyńska, wprowadziło pakiet algorytmów półautomatycznego rozruchu kotłów. Mają one na celu zminimalizowanie czasu rozruchu kotła, jednocześnie biorąc pod uwagę wytyczne technologiczne podane przez producentów. Artykuł przedstawia rozwiązania elementów automatyki blokowej wdrożone w DCS MASTER produkcji IASE na potrzeby kotła wodnego WP-120 w EC Gdyńska.

EN

The constant development of power unit automation is a direct result of ever-growing demand for new, innovative algorithms of automatic control, which main purpose is to enhance industrial processes and to aid power unit personnel. In the light of the above mentioned, IASE Ltd. In cooperation with EDF Polska Oddział Wybrzeże w Gdańsku – EC Gdyńska professionals, introduced a set of semi-automated boiler start-up algorithms. Their main purpose is to minimize a boiler start-up time taking into account technological constraints imposed by the producers. This article presents solutions to power unit automation, introduced to the DCS MASTER, produce of IASE Ltd., for the purposes of water boiler WP-120 in EDF Polska Oddział Wybrzeże w Gdańsku – EC Gdyńska.

10

Technologia i podstawowe właściwości wieloskładnikowej ceramiki na bazie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 syntezowanej metodą zol-żel

Bochenek D., Niemiec P., Osiński M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

90--96

PL

Celem pracy było otrzymanie wieloskładnikowej ceramiki typu PZT domieszkowanej chromem, tantalem i manganem, wykorzystując mokrą metodę chemiczną zol-żelową. Proces technologiczny otrzymywania ceramiki składał się z kilku etapów. W pierwszym etapie ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 otrzymano w wyniku syntezy zol–żelowej, a następnie w drugim etapie do bazowego składu wprowadzono domieszki w postaci tlenków chromu (w ilości 0,15% wag.), tantalu (w ilości 0,03% wag.) oraz manganu (w ilościach 0,5% wag. lub 1,0% wag.). Syntezowanie poszczególnych składników przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, natomiast spiekanie zsyntezowanego materiału przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: spiekaniem swobodnym (FS) i metodą jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP). Przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, homogeniczności składu (EDS) oraz podstawowych właściwości ferroelektrycznych i dielektrycznych. Badania wykazały, że wielopierwiastkowe modyfikowanie podstawowego składu Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 domieszkami tlenków chromu, tantalu i manganu poprawia parametry użytkowe otrzymanych materiałów. Natomiast zastosowanie w procesie technologicznym metody jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP) pozwala uzyskać próbki o jednorodnej drobnoziarnistej mikrostrukturze z większymi wartościami maksymalnej przenikalności elektrycznej. Wieloskładnikowe materiały typu PZT o tego typu właściwościach mogą znaleźć zastosowania w mikroelektronice i mikromechatronice do budowy wysokoczęstotliwościowych przetworników piezoelektrycznych.

EN

The aim of this work was to obtain multicomponent PZT-type ceramics doped with chromium, tantalum and manganese oxides. A technological process of obtaining the ceramics consisted of several stages. In the first step, the Pb(Zr0.75Ti0.25)O3 ceramic powder was synthesized by a sol-gel method, and in the second one, an admixture of chromium (0.15 wt.%), tantalum (0.03 wt.%) and manganese (0.5 wt.% or 1.0 wt.%) oxides was introduced to the base composition. The synthesis of individual components was performed by a solid phase reaction, and the sintering process was carried out by two methods: free sintering (FS) and hot uniaxial pressing (HUP). Microstructural studies, X-ray diffraction phase analysis, studies of the material homogeneity (EDS), and the basic ferroelectric and dielectric properties were carried out. The studies have shown that the multi-elemental modification of the basic composition of Pb(Zr0.75Ti0.25)O3 by the admixtures of chromium, tantalum and manganese oxides improve the performance of the obtained ceramics. The application of the hot uniaxial pressing method (HUP) in the technological process allows obtaining a sample with the homogeneous fine-grained microstructure and higher values of the maximum dielectric permittivity. The multicomponent PZT-based materials with that type of properties can be used in microelectronics and micromechatronics to build high-frequency piezoelectric transducers.

11

Realizacja półautomatycznego rozruchu kotłów w automatyce blokowej na przykładzie kotła wodnego WP-120 w EC Gdyńskiej

Kielian M., Niemiec P., Gross M.

Energetyka

|

2017

|

nr 8

518--520

PL

Ciągły rozwój automatyki blokowej wynika bezpośrednio z zapotrzebowania na dostawę nowych, innowacyjnych algorytmów automatycznego sterowania i regulacji. Mają one na celu usprawnienie procesów przemysłowych i ułatwienie pracy obsługi bloków energetycznych. IASE Sp. z o. o. przy współpracy ze specjalistami z EDF Polska S.A. Oddział Wybrzeże w Gdańsku – EC Gdyńska, wprowadziło pakiet algorytmów półautomatycznego rozruchu kotłów, które mają za zadanie zminimalizowanie czasu rozruchu kotła uwzględniając jednocześnie wytyczne technologiczne podane przez producentów. W artykule przedstawiono rozwiązania elementów automatyki blokowej wdrożone w DCS MASTER produkcji IASE Sp. z o. o. dla potrzeb kotła wodnego WP-120 w EC Gdyńskiej.

EN

The constant development of power unit automation is a direct result of ever-growing demand for new and innovative algorithms of automatic control which main purpose is to enhance industrial processes and to aid power unit personnel. In the light of the above mentioned, IASE Ltd. in cooperation with EDF Polska S.A. Oddział Wybrzeże w Gdańsku – EC Gdyńska professionals introduced a set of semi-automated boiler start-up algorithms. Their main purpose is to minimize a boiler start-up time with taking into account technological guidelines imposed by the producers. Presented are power unit automation solutions introduced to the DCS MASTER, a product of IASE Ltd., and applied on a WP-120 water boiler in EDF Polska S.A. Oddział Wybrzeże w Gdańsku – EC Gdyńska.

12

The Multicomponent PZT-Type Ceramics for Micromechatronic Applications

Bochenek D., Niemiec P., Adamczyk M., Skulski R., Zachariasz R., Wodecka-Duś B., Machnik Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

667--672

EN

In the paper two compositions of the multi-component PZT-type ceramics admixtures by Mn4+, Sb3+, W6+, Ni6+ were presented. The ceramic powders were synthesized by the calcination of powders while their densification was carried out by free sintering method. The dielectric, ferroelectric, piezoelectric studies and DC electrical conductivity of the multicomponent PZT-type samples were presented. The results of the multi-component ceramics predispose these type materials in micromechatronic and microelectronic applications for example as element of the actuators.

13

Podstawowe właściwości ceramiki PFN domieszkowanej potasem

Bochenek D., Niemiec P., Cieplik B.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 1

9--13

PL

W pracy metodą jednoetapowej syntezy otrzymano ceramikę PFN, którą poddano modyfikowaniu potasem w ilości 1,0%, 2,0%, 3,0%, 4,0% i 6,0% mol. Przeprowadzono badania wpływu domieszki potasu na strukturę krystaliczną, mikrostrukturę i podstawowe właściwości ceramiki PFN. Wykazano, że hetrowalencyjne domieszkowanie PFN potasem w ilości od 2,0% mol. do 4,0% mol. wpływa pozytywnie na gęstość i jednorodność mikrostruktury ceramicznych próbek. Domieszka potasu w takiej ilości przyczynia się do ograniczenia powstawania nieferroelektrycznej fazy pirochlorowej podczas procesu technologicznego. Badania dielektryczne domieszkowanych składów wykazały, że potas wywołuje spadek wartości maksymalnej przenikalności elektrycznej i zmniejsza nieznacznie stopień rozmycia przemiany fazowej. Zwiększeniu ulegają także straty dielektryczne oraz przewodnictwo elektryczne. Nie zaobserwowano jednoznacznej tendencji wpływu wprowadzanej domieszki potasu na podstawowe parametry ceramiki PFN.

EN

In the work, PFN ceramics were obtained by a one-step synthesis. The ceramics were modified with the help of potassium incorporated in an amount of 1.0%, 2.0%, 3.0%, 4.0% and 6.0 mol%. Effects of the potassium dopant on the crystal structure, microstructure and main properties of the PFN ceramics were studied. It has been shown that the heterovalence doping of PFN by the potassium in the amount of 2.0-4.0 mol%. had a positive effect on the density and microstructural homogeneity of the ceramic samples. Such a potassium admixture limited the formation of the non-ferroelectric (pirochlore) phase during the technological process. Measurements of dielectric properties of the doped compositions have shown that potassium causes a decrease of the maximum permittivity and reduces slightly the degree of blur of the phase transition. There is also an increase in the dielectric loss and electrical conductivity. There was no a clear trend in the effect of the incorporated potassium additive on the basic parameters of the PFN ceramics.

14

Efektywność odmanganiania wody na złożach aktywnych na przykładzie kilkuletniej eksploatacji SUW Leśna w Zabrzu

Sawiniak W., Zimoch I., Niemiec P.

Instal

|

2016

|

nr 7/8

54--56

PL

W pracy zaprezentowano uwarunkowania eksploatacji stacji uzdatniania wody „Leśna” w Zabrzu czerpiącej wodę z zasobów triasowych. Przedstawiono uzyskany efekt technologiczny usuwania żelaza i manganu w zmodernizowanym układzie uzdatniania wody obejmującym ciśnieniowe napowietrzanie i filtrację na złożach dwuwarstwowych (piasek i masa G1). Zaprezentowano ponadto korzyści jakie uzyskano w efekcie przeprowadzonej modernizacji stacji.

EN

The conditions of operation of the water treatment plant “Leśna” in Zabrze are presented in this paper. This water treatment plant draws groundwater from the Triassic resources. The technological efficiency of iron and manganese removal obtained in the modernized water treatment plant are shown. This technology includes pressure aeration and single-stage filtration (sand and mass G1). There are presented the obtained benefits on conducted modernization of water treatment plan “Leśna”.

15

Dispersion of dielectric permittivity and magnetic properties of solid solution PZT-PFT

Skulski R., Niemiec P., Bochenek D., Chrobak A.

Materials Science Poland

|

2015

|

Vol. 33, No. 3

497--500

EN

In this paper we present the results of investigations into ceramic samples of solid solution (1-x)(PbZr0.53Ti0.47O3)-x(PbFe0.5Ta0.5O3) (i.e. (1-x) PZT-xPFT) with x = 0.25, 0.35 and 0.45. We try to find the relation between the character of dielectric dispersion at various temperatures and the composition of this solution. We also describe the magnetic properties of investigated samples. With increasing the content of PFT also mass magnetization and mass susceptibility increase (i.e. magnetic properties are more pronounced) at every temperature. The temperature dependences of mass magnetization and reciprocal of mass susceptibility have similar runs for all the compositions. However, our magnetic investigations exhibit weak antiferromagnetic ordering instead of the ferromagnetic one at room temperature. We can also say that up to room temperature any magnetic phase transition has not occurred. It may be a result of the conditions of the technological process during producing our PZT-PFT ceramics.

16

Leśna bez żelaza i manganu

Sawiniak W., Niemiec P.

Ochrona Środowiska. Gospodarka Komunalna

|

2014

|

Nr 2

26--29

PL

Stacje wykorzystujące wody podziemne często mają problem z pojawiającym się tam żelazem i manganem. Wykonane na Stacji Uzdatniania Wody „Leśna" testy technologiczne pozwoliły na opracowanie skutecznej metody usuwania tych dwóch pierwiastków.

17

The influence of microstructure on the magnetoelectric effect in ceramic composites

Bartkowska J. A., Bochenek D., Michalik D., Niemiec P.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

229--234

EN

In the multiferroic composite material, the ferroelectric and ferromagnetic properties are closely correlated through the coupling interaction between the electric and magnetic orders. We attempted to receive the magnetoelectric composite materials and to determine the values of magnetoelectric coupling coefficient. The microstructure of obtained ferroelectric-ferromagnetic composite materials were also studied. The main component of the ferroelectric-ferromagnetic composite was PZT type powder (with ferroelectric properties) which was synthesized using the sintering of a mixture of simple oxides in a solid phase. The second element of the ferroelectric-ferromagnetic composite was the ferrite powder with ferromagnetic properties. The ferrite powder was synthesized using calcination. Next, the mixed components were compacted by pressing, consequently pressureless sintered and characterized. Based on the theoretical model of coupling between ferroelectric and ferromagnetic properties in multiferroic composites, values of the magnetoelectric coupling coefficients were specified.

PL

Ferroelektryczność i ferromagnetyzm w multiferroikowym materiale kompozytowym są ze sobą ściśle związane poprzez oddziaływanie sprzężenia pomiędzy uporządkowaniem elektrycznym i magnetycznym. Podjęto próbę otrzymania magnetoelektrycznego materiału kompozytowego i określono wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego. Zbadano także mikrostrukturę otrzymanego materiału kompozytowego. Głównym składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek typu PZT o ferroelektrycznych właściwościach, który zsyntezowano z mieszaniny prostych tlenków w fazie stałej. Drugim składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek ferrytowy o właściwościach ferromagnetycznych. Proszek ferrytowy zsyntezowano metodą kalcynacji. Następnie mieszanina składników została zagęszczona poprzez prasowanie i poddana swobodnemu spiekaniu. Wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego zostały określone na podstawie teoretycznego modelu sprzężenia pomiędzy właściwościami ferroelektrycznymi i ferromagnetycznymi w kompozycie multiferroikowym.

18

Dielektryczne właściwości ceramiki PZT otrzymanej metodą zol–żel i domieszkowanej chromem, manganem i tantalem

Bochenek D., Niemiec P., Mirowski Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

185--190

PL

W pracy otrzymano wieloskładnikową ceramikę PZT domieszkowaną chromem, manganem i tantalem. Ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,70Ti0,30)O3 syntetyzowano metodą zol–żel, a potem domieszkowano tlenkami Cr2O3, MnO2 oraz Ta2O5. Otrzymano dwa składy proszków o stałej ilości tlenków manganu (1,0%) i chromu (0,15%), o różnej zawartości procentowej tlenku tantalu (0,03% i 0,05%). Syntetyzowanie poszczególnych materiałów przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, wykorzystują prażenie proszków w formie wyprasek, natomiast spiekanie ceramiki przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: bezciśnieniowym spiekaniem swobodnym (FS) oraz metodą prasowania na gorąco (HP). Na otrzymanych próbkach przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, EDS, podstawowych właściwości dielektrycznych oraz badania elektrycznej pętli histerezy. Badania wykazały, że zastosowanie spiekania metodą prasowania na gorąco (HP), w porównaniu z próbkami spiekanymi swobodnie, pozwala uzyskać próbki o większej wartości maksymalnej przenikalności elektrycznej, jednakże o większych stratach dielektrycznych. Domieszkowanie podstawowego składu PZT tantalem, manganem i chromem obniża temperaturę przemiany fazowej (TC) oraz zwiększa ferroelektryczną twardość ceramiki. Właściwości wieloskładnikowej ceramiki PZT spiekanej metodą FS pozwalają na możliwość jej zastosowania do budowy piezoelektrycznych wysokoczęstotliwościowych przetworników elektroakustycznych.

EN

In this paper we obtained multicomponent PZT ceramics doped by chromium, manganese and tantalum oxides. Ceramic powder with a composition of Pb(Zr0,70Ti0,30)O3 was synthesized by the sol-gel method. In the next step, the powder was doped by an oxide: Cr2O3, MnO2 or Ta2O5. Two compositions of ceramic powders were obtained with constant amounts of manganese (1.0%) and chromium (0.15%) oxides, but with different percentages of tantalum oxide (0.03% and 0.05%). Synthesis of the materials was carried out by solid phase reaction, using calcination of powder compacts compacting method, while the sintering was performed by two methods: free sintering (FS) – with no pressure, and hot pressing (HP). For the obtained ceramic samples, microstructural, X-ray, EDS, basic dielectric property and electrical hysteresis loop investigations were carried out. The studies have shown that the use of the hot pressing method allows obtaining the materials with higher values of maximum electric permittivity, but with higher values of dielectric losses, when compared with the FS obtained ones. The doping of the basic PZT composition by tantalum, manganese and chromium oxides decreases the temperature of phase transition (Tm) and increases the ferroelectric hardness. The properties of multicomponent free sintered PZT ceramics permit its use for construction of high-frequency piezoelectric electroacoustic transducers.

19

Ferroelectric and ferromagnetic properties of the (1–x)NiZnFeO4-(x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 composite

Bochenek D., Niemiec P., Zachariasz R., Guzdek P., Chrobak A., Ziółkowski G.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

86--91

EN

In the work the (1–x)NiZnFeO4-(x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (NZF-PFN) composite of ferroelectromagnetic properties for x = 0.6 was obtained. The nickel-zinc ferrite as a magnetic component of the composite was to increase the magnetic properties of Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, and at the same time to increase a coupling between the magnetic and electric sub-systems in the NZF-PFN composite. The synthesis of the NZF-PFN composite components was performed by the powder calcination method, whereas compacting of the synthesized composite powder by the free sintering method. Derivatographic, X-ray, microstructural, dielectric, magnetic, magnetoelectric examinations have been done for the obtained specimens. The results were presented in the Figures from 1 to 11. Magnetoelectric properties of NZF-PFN are eminently suitable for applications in sensors, actuators and transducers. The examinations showed occurrence of an influence of the magnetic subsystem on the electric properties in the NZFPFN composite.

PL

W pracy otrzymano kompozyt (1–x)NiZnFeO4-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (NZFPFN) dla x = 0,6, o właściwościach ferroelektromagnetycznych. Niklowocynkowy ferryt jako magnetyczny składnik kompozytu miał za zadanie zwiększenie magnetycznych właściwości Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, a tym samym zwiększenie sprzężenia pomiędzy podukładami: magnetycznym i elektrycznym w ferroelektromagnetycznym kompozycie NZF-PFN. Syntetyzowanie składników kompozytu NZF-PFN przeprowadzono metodą kalcynacji proszków, natomiast zagęszczanie zsyntetyzowanego kompozytowego proszku metodą spiekania swobodnego. Dla otrzymanych próbek przeprowadzono badania derywatograficzne, rentgenowskie, mikrostrukturalne, dielektryczne, magnetyczne, magnetoelektryczne oraz mechaniczne próbek kompozytowych. Wyniki zostały zaprezentowane na rysunkach od 1 do 11. Właściwości elektromagnetyczne kompozytów NZF-PFN są szczególnie odpowiednie do zastosowań praktycznych w sensorach, mechanizmach napędowych i przetwornikach. Badania wykazały występowanie wpływu podukładu magnetycznego na właściwości elektryczne w kompozycie NZF-PFN.

20

Efekty modernizacji technologii i urządzeń uzdatniania wody podziemnej SUW Leśna w Zabrzu

Sawiniak W., Niemiec P., Wawrzyniuk J., Herman J.

Instal

|

2014

|

nr 2

59--61

PL

Uzdatnianie wód podziemnych zawierających nadmierne ilości żelaza i manganu jest procesem dość dobrze poznanym i szeroko opisywanym w literaturze. W praktyce okazuje się jednak, że każda woda podziemna wymaga indywidualnego podejścia. W pracy zaprezentowano doświadczenia z modernizacji technologii usuwania żelaza i manganu z wody podziemnej ujmowanej w SUW Leśna w Zabrzu. Wykazano, że można skutecznie uzdatnić wodę przy użyciu prawie 10-krotnie mniejszych dawek chloru dla utlenienia żelaza i manganu. Wykazano, że zmiana złoża filtracyjnego pozwala na wydłużenie cykli filtracyjnych z 8 godzin do 96 godzin.

EN

Underground water treatment with high iron and manganese concentration is a well know process and there are many scientific publications on the subject. It turns out in practice that every type of ground water requires a distinctive approach. The paper discuses the modernization of technology and treatment apparatus at the ”Leśna” ground water treatment plant in Zabrze. The effects show that water may be effectively treated using less than a tenfold dose of chlorine for iron and manganese oxidation. By changing the filtration bed the length of each filtration cycle can increase from 8 to 96 hours.