Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie i analiza czynników determinujących proces tworzenia powłoki bioreceptorowej na powierzchni kontaktów Au w konstrukcji biosensorów wykrywających obecność patogenów w akwakulturze

Prządka Marcin Paweł, Wojcieszak Damian, Pala Katarzyna

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2023

|

Vol. 72, nr 1

47--57

PL

Czujniki zyskują coraz więcej zastosowań, szczególnie w obszarach takich jak opieka zdrowotna, diagnostyka medyczna i weterynaryjna oraz kontrola jakości żywności, której bezpieczeństwo staje się coraz większym problemem na całym świecie. w ramach pracy zbadano czynniki determinujące proces tworzenia powłoki bioreceptorowej na polach kontaktowych biosensorów w postaci warstw au oraz ich odpowiedź impedancyjną do zastosowania w detekcji patogenów w akwakulturze. w wyniku badań z użyciem podłoży biosensorowych o różnej chropowatości zauważono zależność między stopniem rozwinięcia powierzchni elektrod au a formowaniem się prawidłowej warstwy bioreceptorowej. Zmiany te zaobserwowano na podstawie analizy kąta zwilżania dla wybranych podłoży. Przeprowadzone pomiary z użyciem elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej wykazały, że złote elektrody z mniejszą chropowatością podłoża pozwalają uzyskać lepszą odpowiedź impedancyjną.

EN

Sensors are becoming increasingly important every day, especially in applications such as healthcare, medical and veterinary diagnostics, and food quality control, the safety of which is becoming a more important issue worldwide. The present study investigated the critical aspects of the formation of the bioreceptor layer on biosensors and their impedance response for use in pathogen detection in aquaculture. as a result of the studies, conducted with gold substrates of different roughness, a correlation was observed between the degree of development of the au electrode surfaces and formation of the correct bioreceptor layer. These changes were observed on the basis of a wetting angle analysis for selected substrates. Measurements using electrochemical impedance spectroscopy showed that gold electrodes with lower substrate roughness obtained a better impedance response (nyquist plot). On the basis of a comprehensive analysis of the results, an innovative criterion was developed to evaluate the quality of biosensors at an early stage of their production.

2

Pomiarowa estymacja parametrów modeli ułamkowego rzędu nowej klasy symetrycznych superkondensatorów polimerowych

Gocki Michał, Jakubowska-Ciszek Agnieszka, Pruski Piotr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 11

224--228

PL

W artykule opisano wyniki badań nad nowymi materiałami polimerowymi elektroprzewodzącymi do budowy superkondensatorów, skonstruowanych na bazie polipirolu. Wykonano pomiary ich charakterystyk częstotliwościowych zespolonej impedancji metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Do zamodelowania impedancji tych elementów przyjęto wybrane, znane w literaturze modele ułamkowego rzędu. Do estymacji parametrów tych modeli wykorzystano algorytm optymalizacyjny roju cząstek (z ang. Particle Swarm Optimization – PSO).

EN

The paper presents the results of research on new electroconductive polymer materials, based on polypyrrole, for the construction of supercapacitors. Measurements of the complex impedance frequency characteristics were performed for these elements using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) method. Selected fractional-order models, known from literature, have been used to model the impedance of these elements. The Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm has been used to estimate parameters of these models.

3

Corrosion tests of metal pipes in drinking water systems using electrochemical methods

Adetunji Olayide R., Oyelowo Mojisola A., Adekunle Nurudeen O., Adeogun Abideen I., Okediran Iliyas.K

Ochrona przed Korozją

|

2022

|

nr 2

43--49

EN

Metals constitute some of the major materials for making water delivery pipelines. However, the service life of metallic pipelines is affected by corrosion. Mild Steel (MS), Galvanized Steel (GS) and Copper were selected based on their strength and corrosion resistance. They were subjected to Potentiodynamic Polarization (PP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) investigations using water as the electrolyte from selected sampling points (A, B, C, D and E) on the University of Lagos, Akoka water distribution network. Corrosion current density (Icorr) and Impedance (Z) were measured in A/mm2 and ohms respectively. The morphology of the corroded samples was examined using Scanning Electron Microscope (SEM). The result obtained from PP investigation showed Icorr in the low range for the three metals considered. Similarly, for EIS, Z values measured were high for MS, GS and Cu. Both methods indicated that Cu was the most corrosion resistant material, closely followed by GS and lastly MS. The SEM images clearly showed that among the three specimens, the morphology of Cu remained unaffected by the environment. On the other hand, MS and GS showed evidences of corrosion with pits. The large amounts of iron established in the studied water distribution system, confirmed corrosion of water pipes.

PL

Metale są jednym z głównych materiałów konstrukcyjnych wodociągów. Jednak trwałość metalowych rurociągów jest ograniczona ze względu na korozję. Ze względu na wytrzymałość i odporność na korozję do budowy rurociągów stosuje się stal miękką (MS), stal ocynkowaną (GS) i miedź. Próbki pobrane w wybranych miejscach (A, B, C, D i E) sieci wodociągowej Akoka poddano na Uniwersytecie w Lagos badaniom metodą polaryzacji potencjodynamicznej (PP) i elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) z zastosowaniem wody jako elektrolitu. Gęstość prądu korozyjnego (Icorr) i impedancję (Z) zmierzono odpowiednio w A/mm2 i omach. Morfologię skorodowanych próbek zbadano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Wynik otrzymany w badaniach PP wykazał Icorr w niskim zakresie dla trzech rozważanych metali. Podobnie w przypadku EIS zmierzone wartości Z były wysokie dla MS, GS i Cu. Obie metody wskazywały, że miedź jest najbardziej odpornym na korozję materiałem, a następnie ocynkowana stal o podobnych właściwościach i na końcu stal miękka. Na mikrofotografiach SEM wyraźnie widać, że spośród trzech próbek metali środowisko nie miało wpływu na morfologię Cu. MS i GS wykazały ślady korozji z wżerami. Duże ilości żelaza stwierdzone w badanym systemie wodociągowym potwierdziły korozję rur.

4

Charakterystyka odporności korozyjnej powłok Zn-Ni-W oraz Zn-Ni-P-W poddanych obróbce cieplnej

Popczyk Magdalena, Niedbała Jolanta

Inżynieria Powierzchni

|

2020

|

nr 3-4

13--17

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących oceny odporności korozyjnej powłok stopowych poddanych obróbce cieplnej (Zn-Ni-W/320°C oraz Zn-Ni-P-W/320°C). Wyznaczono morfologię powierzchni oraz skład fazowy otrzymanych powłok. Odporność na korozję elektrochemiczną badano w 5% roztworze NaCl. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że odporność korozyjna powłoki Zn-Ni-P-W/320°C jest większa niż powłoki Zn-Ni-W/320°C.

EN

The paper presents results of research concerning the evaluation of corrosion resistance of heat-treated alloy coatings (Zn-Ni-W/320°C and Zn-Ni-P-W/320°C). The surface morphology and phase composition of the obtained coatings were determined. Electrochemical corrosion resistance was studied in 5% NaCl solution. On the basis of these studies it was found that the corrosion resistance of Zn-Ni-P-W/320°C coating is higher than Zn-Ni-W/320°C coating.

5

Wpływ atmosfery i temperatury na przewodnictwo elektryczne tlenku wanadu (V)

Mysłajek Pamela, Nita Magdalena, Siudut Rafał, Dziubaniuk Małgorzata, Wyrwa Jan

Analit

|

2020

|

Nr 9

75--86

PL

W niniejszej pracy zastosowano technikę spektroskopii impedancyjnej do określenia wpływu atmosfery gazowej na przewodnictwo elektryczne tlenku wanadu (V) V2O5. Pierwszym etapem badań było przygotowanie warstwy i pastylki wykonanych z tlenku wanadu (V). Przy użyciu spektrometru częstotliwościowego wykonano pomiary w zakresie temperatur 20-400°C w dwóch atmosferach: powietrza oraz argonie. Wyniki zestawiono w postaci wykresów Nyquist'a, Bode'ego oraz wykresów Arrheniusa, na podstawie których obliczono wartości energii aktywacji dla próbek z elektrodą platynową.

EN

In this study the impedance spectroscopy technique was used to determine the influence of the gas atmosphere on the electrical conductivity of vanadium (V) oxide V2O5. The first stage of the research was to prepare a layer and pellets made of vanadium (V) oxide. The frequency spectrometer was used, which was measured in the temperature range of 20-400°C in two atmospheres: air and argon. The results were summarized in the form of Nyquist, Bode and Arrhenius diagrams on the basis of which the activation energy values were calculated for the samples with the platinum electrode.

6

Fractional model of the electrochemical capacitor relaxation phenomenon

Martynyuk V., Ortigueira M. D., Fedula M., Savenko O.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 4

441--448

EN

The fractional model of the electrochemical capacitor (EC) relaxation phenomenon is presented herein. The EC relaxation phenomenon occurs when EC impedance measurements are performed after charge or discharge current interruption during potential relaxation. The EC fractional model is obtained based on the fractional order transfer function, obtained in turn by means of fitting the EC impedance data. The inverse Laplace transform is used to obtain the EC impulse response. Meanwhile, the EC charge and discharge simulations are performed using the EC impulse response.

7

Wpływ nanocząsteczek srebra na ścieralność szkliwa ludzkich zębów

Marcinowicz K., Arkusz K.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2018

|

Vol. 24, nr 1

8--17

PL

Celem pracy było określenie przewodnictwa jonowego ludzkich zębów oraz wpływu nanocząsteczek srebra (AgNPs) na ścieralność szkliwa zębów. Badania prowadzono przez 31 dni, odwzorowując proces szczotkowania ludzkich zębów w obecności: wody destylowanej, roztworu pasty do zębów oraz roztworu pasty wzbogaconej o nanocząsteczki srebra. Nanocząsteczki srebra o średnicy 30±5 nm wytworzono metodą biologicznej syntezy z liści magnolii. Analizę powierzchni szkliwa ludzkich zębów dokonano za pomocą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS), pomiaru potencjału stacjonarnego (OCP) i skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Uzyskane wyniki wykazały negatywny wpływ szczotkowania mechanicznego na szkliwo ludzkich zębów, które wraz z kolejnym dniem ulegało degradacji. Szczotkowanie w obecności roztworu pasty zmniejszyło proces ścierania szkliwa, dzięki jonom fluoru wnikającym w głąb ludzkiego zęba oraz substancjom antyściernym. Zastosowane nanocząsteczki srebra zmniejszyły ścieralność ludzkiego szkliwa i wnikając w strukturę hydroksyapatytu polepszyły jego właściwości ochronne.

EN

The aim of this work was to define the ionic conductivity of human teeth and the influence of silver nanoparticles (AgNPs) on human tooth enamel abrasion. Studies were conducted for 31 days by mapping process of mechanical brushing in the presence of: distilled water, an aqueous paste solution, an aqueous paste solution enriched with silver nanoparticles. Silver nanoparticles with diameter of 30±5 nm were prepared by the method of biological synthesis from the leaves of magnolia. The analysis of the enamel surface was performed using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), open circuit potential measurement (OCP) and scanning electron microscopy (SEM). Obtained results showed a negative effect of mechanical brushing on human enamel, which the degradation is increasing day by day. Brushing with toothpaste decreased the enamel abrasion process through a fluoride ions penetration into the tooth and antifriction components. Silver nanoparticles reduced the dental micro-abrasion, penetrating the structure of hydroxyapatite improved protective properties of enamel.

8

Ograniczenie zasięgu polaryzacji izolatorem w pomiarach elektrochemicznych szybkości korozji stalowego zbrojenia w betonie

Jaśniok T., Jaśniok M.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 4

115--121

PL

Artykuł prezentuje autorski sposób ograniczenia zasięgu prądów polaryzacyjnych na stalowym zbrojeniu w betonie w trakcie pomiarów szybkości korozji. Badania przeprowadzono w wyciągu wodnym z rozdrobnionego betonu, który zobojętniono dwutlenkiem węgla, aby odwzorować beton silnie skarbonatyzowany. Pomiary wykonano w układzie trójelektrodowym dwiema metodami EIS i LPR. Elektrodą badaną był pojedynczy gładki pręt zbrojeniowy ze stali gatunku St3S, a elektrodą referencyjną Cl–/AgCl,Ag. Zastosowano dwa rodzaje elektrod pomocniczych – pasmową i kołową, obie wykonane ze stali odpornej na korozję. W celu ograniczenia zasięgu polaryzacji zbrojenia do roztworu wraz z elektrodą kołową wprowadzono izolator z rury PCV. Przyjęty pierścieniowy kształt izolatora jest odwzorowaniem w konstrukcji żelbetowej efektu nacięcia całej grubości otuliny zbrojenia i wypełnienia powstałej szczeliny izolatorem elektrycznym równocześnie sklejającym uszkodzony beton. Badania polaryzacyjne wykonano w trzech wariantach, tj. stosując elektrodę pasmową oraz elektrodą kołową z ograniczeniem i bez ograniczenia rurą PCV. Analiza porównawcza uzyskanych wyników wykazała, że zastosowany pierścieniowy izolator w około 50% ogranicza rozpływ prądów polaryzacyjnych w stosunku do elektrody kołowej bez ograniczenia, co może wskazywać na skuteczność proponowanej metody.

EN

This paper describes an original method for limiting the range of polarization currents over the steel reinforcement in concreto while measuring corrosion rate. The tests were conducted in the aqueous extract containing powdered concrete neutralised with carbon dioxide to model strongly carbonated concrete. The measurements were carried out in a three-electrode system using two methods: EIS and LPR. A single smooth rebar of St3S steel was a working electrode, and Cl–/AgCl,Ag was used as a reference electrode. Two types of counter electrodes were used, that is a disk and spade electrodes, both made of stainless steel. A nonconductive PVC pipe and a disk electrode were placed into the solution to limit the polarization range in reinforcement. Ring shape of a dielectric was to model the conditions of reinforced concrete structure when the reinforcement cover was cut through its thickness and the resulting crack was filled with an insulator which simultaneously fixed the damaged concrete. Three variants of polarization measurements were performed – with a spade electrode, and a disk electrode with or without a PVC pipe. The analysis of results demonstrates that the ring-shaped dielectric restricted the propagation of polarization current by ca. 50% compared to the the disk electrode without the PVC pipe, which could indicate that the proposed method is effective.

9

Badania porównawcze metodą EIS wpływu alkalicznego odczynu cieczy porowej betonu na stalowe pręty zbrojeniowe z powłoką i bez powłoki cynkowej

Jaśniok M., Kołodziej J.

Ochrona przed Korozją

|

2016

|

nr 5

170--174

PL

Podjęto próbę doświadczalnej oceny porównawczej wpływu alkalicznego odczynu cieczy porowej betonu na stalowe pręty zbrojeniowe zabezpieczone ogniowymi powłokami cynkowymi i bez ochrony powłokowej. Próbki do badań wykonano z gładkich prętów średnicy 8 mm ze stali zbrojeniowej gatunku St3S. Stosując różne czasy kąpieli cynkowej uzyskano zróżnicowane grubości powłok ochronnych na stali. W celach porównawczych część prętów zbrojeniowych nie została ocynkowana. Badania korozyjne przeprowadzono metodą spektroskopii impedancyjnej w układzie trójelektrodowym. W trakcie pomiarów próbki stali znajdowały się w kontakcie z syntetyczną cieczą porową betonu o pH = 13,4. W ciągu 2. tygodni, w odstępach siedmiodniowych, wykonano 3 serie pomiarów impedancyjnych na próbkach z powłokami grubości 100 μm i 50 μm oraz na próbce stali bez powłoki. Uzyskane wyniki badań potwierdziły skrajnie odmienne zachowanie stali ocynkowanej i nieocynkowanej w cieczy porowej betonu o wysokim pH. Analiza badań wykazała brak korozji nieocynkowanej próbki w badanej cieczy porowej oraz bardzo intensywną korozję próbek ocynkowanych w pierwszych kilku dniach kontaktu z cieczą. Ponadto stwierdzono, że po tygodniu ekspozycji w cieczy porowej na próbce ze 100 μm powłoką cynkową procesy korozyjne uległy zahamowaniu, natomiast na próbce z powłoką 50 μm korozja zatrzymała się po dwóch tygodniach.

XX

This paper describes an attempt to perform the experimental evaluation to compare the effect of alkaline pH of concrete pore solution on rebars protected with hot dip galvanized (HDG) zinc coatings and without the protection. Specimens for tests were prepared from smooth bars with the diameter of 8 mm, each made of St3S reinforcing steel. Zinc baths of different time resulted in different thickness of protective coats on steel. For comparative purpose, some rebars had not zinc coating. Corrosion testing was performed by electrochemical impedance spectroscopy in the three-electrode system. During measurements steel specimens remained in contact with synthetic pore solution with pH of 13.4. During two weeks, three series of impedance measurements were conducted at 7-day intervals for specimens with 100 μm and 50 μm coats and uncoated steel specimen. The test results confirmed entirely different behaviour of galvanized and non-galvanized steel in concrete pore solution at high pH. The performer analysis demonstrated no evidence of corrosion in non-galvanized specimen immersed in the tested pore liquid, and very intensive corrosion of galvanized specimens during first days of their contact with the liquid. Moreover, a 7-day exposure to the pore solution inhibited corrosion on the specimen with a 100 μm zinc coating, whereas the process observed on the specimen with a 50 μm zinc coating, was inhibited after two weeks.

10

Własności elektryczne elektrolitu stałego Ba(Ce0,95Ti0,05)0,8Y0,2O3

Dziubaniuk M., Wyrwa J., Rękas M., Kubiak W.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

140--144

PL

Celem badań było ustalenie własności elektrycznych tlenkowego elektrolitu stałego o wzorze Ba(Ce0,95Ti0,05)0,8Y0,2O3. Skład fazowy zsyntezowanego metodą stałofazową proszku, jak również jego spieku potwierdzono techniką dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Własności elektryczne materiału badano metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) w zakresie częstotliwości 0,1-107 Hz, temperaturach 300-700 °C i różnych atmosferach: 10% wodoru w argonie, argon i 3000 ppm amoniaku w helu. Przeprowadzono analizę widm eksperymentalnych metodą dopasowania układów zastępczych. Na tej podstawie sporządzono wykresy Arrheniusa dla wyników uzyskanych w zakresie wysokich, średnich i niskich częstotliwości. Za pomocą regresji liniowej wyznaczono energie aktywacji wraz z niepewnościami. Sporządzono również wykresy Arrheniusa dla przewodnictw całkowitych. Porównanie uzyskanych wyników w różnych atmosferach oraz szerokim zakresie temperatur umożliwiło wyjaśnienie mechanizmów przewodzenia w materiale.

EN

The aim of the presented work was determination of electrical properties of oxide solid electrolyte of the formula Ba(Ce0.95Ti0.05)0.8Y0.2O3. Phase compositions of powder prepared by the mechanosynthesis method as well as of sintered bodies were confirmed by the X-ray diffraction technique (XRD). Material electrical properties were studied by electrochemical impedance spectroscopy in the frequency range of 0,1-107 Hz, the temperature range of 300-700 °C and different atmospheres: 10% hydrogen in argon, argon and 3000 ppm ammonia in helium. The analysis of experimental spectra was conducted by the method of fitting the best equivalent circuits. Basing on the specific conductivities results, Arrhenius plots were depicted, distinguishing the results obtained at high, medium and low frequencies. The activation energy values with uncertainties were calculated by means of linear regression analysis. The Arrhenius plots exhibiting total conductivities were also depicted. The comparison of the results obtained in different atmospheres and wide range of temperatures facilitated explanation of electrical conduction mechanisms in the investigated material.

11

Supporting effect of silver on BSCF cathodes for SOFC

Kędra A., Mosiałek M., Krzan M., Tatko M., Zimowska M., Bielańska E., Czerlunczakiewicz E.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 1

70--75

EN

Cathode materials for solid oxide fuel cells should show good catalytic activity in the oxygen reduction reaction (ORR), high electronic and ionic conductivities at relatively low temperature, and the thermal expansion coefficients (TECs) compatible with the electrolyte. Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–δ (BSCF) shows one of the greatest catalytic activity in ORR which occurs on the overall surface of the electrode. Oxygen vacancies in BSCF permit to transport a significant amount of oxygen ions. Nevertheless, BSCF revealed its high TEC and low electrical conductivity. Some properties of the electrode can be improved by adding a second phase to the BSCF electrode. Silver shows the greatest electronic conductivity among metals; it is cheap and has excellent catalytic activity in the ORR. Moreover, the presence of Ag in the composite cathode increases the electronic conductivity of the cathode and reduces the area specific resistance (ASR). The goal of this work is to make comparison among properties of the BSCF cathode, the Ag cathode, the cathode with silver interlayer between BSCF and electrolyte (Ag|BSCF), and the Ag|BSCF cathode with the additional silver layer on the top of the cathode (Ag|BSCF|Ag). The cathodes were prepared on the Ce0.8Sm0.2O1.9 electrolyte disks and tested using scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical impedance spectroscopy. SEM examinations of the obtained electrodes revealed consistent with the goal, well connected, porous 3D structures. The contact was significantly better in case of the composite electrodes. Equivalent electrical circuits were used for fitting impedance spectra. The circuits consisted of a resistor R0 and three (or two) resistors and capacitors parallel connected in pairs (Ri, Ci) and combined in series. The fitting errors were smaller than 0.7% in all cases. The m and α coefficients were received from Arrhenius plots of ASR and the fitting, and indicated that the charge transfer was the rate-determining step for the Ag|BSCF|Ag electrode, whereas for the BSCF and Ag|BSCF electrodes it was the oxygen ions transport through the BSCF. Activation energies of ASR for the BSCF, Ag, Ag|BSCF and Ag|BSCF|Ag cathodes were similar, yielding the values of 55.1 kJ∙mol-1, 47.7 kJ∙mol-1 , 47.7 kJ∙mol-1 and 37.9 kJ∙mol-1, respectively.

PL

Materiały katodowe stosowane w ogniwach paliwowych z elektrolitem ze stałego tlenku powinny charakteryzować się dobrą aktywnością katalityczną w reakcji redukcji tlenu (ang. oxygen reduction reaction, ORR), wysokim przewodnictwem elektronowym i jonowym w relatywnie niskich temperaturach, a także współczynnikiem rozszerzalności termicznej kompatybilnym z elektrolitem. Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3–δ (BSCF) jest jednym z najlepszych katalizatorów ORR. Wysokie przewodnictwo jonowe anionów tlenkowych BSCF zawdzięcza obecności dużej ilości wakancji tlenowych. Niemniej jednak BSCF charakteryzuje się wysokim współczynnikiem rozszerzalności termicznej oraz niskim przewodnictwem elektronowym. Tworzenie katod kompozytowych z domieszkowaniem odpowiednich materiałów może doprowadzić do polepszenia właściwości elektrody wykonanej z BSCF. Doskonałym materiałem do tworzenia kompozytów z BSCF jest srebro. Srebro jest nie tylko tanim materiałem o wysokiej aktywności katalitycznej w ORR, ale przede wszystkim charakteryzuje się najwyższym wśród metali przewodnictwem elektronowym. Zjawisko „płynięcia” srebra pod wpływem wysokich temperatur przyczynia się do polepszenia kontaktu między elektrodą a elektrolitem, co jest niezbędne do zwiększenia przewodnictwa elektronowego katody oraz obniżenia wartości oporu polaryzacyjnego. Celem niniejszej pracy jest porównanie jednoskładnikowych elektrod wykonanych z BSCF oraz srebra z elektrodą kompozytową Ag|BSCF, w której na warstwę srebra nałożono warstwę BSCF oraz z elektrodą Ag|BSCF|Ag z dodatkową warstwą srebra na powierzchni. Elektrody wykonano na elektrolicie w postaci dysku wykonanego z Ce0,8Sm0,2O1,9. Otrzymane kompozyty scharakteryzowano metodami skaningowej mikroskopii elektronowej i elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Zdjęcia z mikroskopu elektronowego potwierdziły otrzymanie porowatych, trójwymiarowych struktur. W celu dopasowania widm impedancyjnych zastosowano zastępcze obwody elektryczne, składające się z połączonych szeregowo rezystora R0 i trzech (lub dwóch) połączonych równolegle par rezystorów i kondensatorów (Ri, Ci). Błędy dopasowań w każdym przypadku nie przekraczały 0,7%. Wartości współczynników m oraz α, otrzymane z równania Arrheniusa oraz dopasowań, wskazują, że dla katody Ag|BSCF|Ag etap przenoszenia ładunku limituje szybkość reakcji, podczas gdy dla elektrod BSCF i Ag|BSCF etapem limitującym jest transport jonów tlenkowych poprzez BSCF. Energia aktywacji dla oporu polaryzacyjnego elektrod BSCF, Ag, Ag|BSCF i Ag|BSCF|Ag jest zbliżona i wynosi odpowiednio 55,1 kJ∙mol-1, 47,7 kJ∙mol-1 , 47,7 kJ∙mol-1 i 37,9 kJ∙mol-1.

12

Własności katalityczne platyny w procesach elektrochemicznych zachodzących w materiale Ba(Ce0,95Ti0,05)0,9Y0,1O3

Lechwar K., Dziubaniuk M.

Analit

|

2016

|

Nr 2

57--70

PL

Celem pracy było określenie własności katalitycznych platyny w procesach elektrochemicznych zachodzących w materiale Ba(Ce0,95Ti0,05)0,9Y0,1O3 metodą spektroskopii impedancyjnej (EIS) w różnych atmosferach, w przedziale temperatur 300°C do 700°C, w zakresie częstotliwości od 10-1 do 107 Hz. Ustalenie składu fazowego materiału było możliwe dzięki zastosowaniu metody rentgenografii dyfrakcyjnej (XRD). Scharakteryzowanie własności elektrycznych materiału, a dokładniej interpretacja mechanizmów przewodzenia była możliwa w oparciu o widma impedancyjne, do których dobrano układy zastępcze. Kolejnym etapem analizy wyników było sporządzenie wykresów Arrheniusa oraz obliczenie energii aktywacji procesów zachodzących w wysokich, średnich oraz niskich częstotliwościach metodą regresji liniowej. Uzyskane widma wraz z analizą pozwoliły na opisanie własności elektrycznych badanego materiału.

EN

The aim of this work was characterisation of platinum catalytic properties in electrochemical processes occurring in Ba(Ce0,95Ti0,05)0,9Y0,1O3 material by means of Electrochemical Impedance Spectroscopy in different gas atmospheres in temperature range 300°C - 700°C, in frequencies range 10-1 - 107 Hz. Determination of phase composition was possible by use of X-Ray Diffraction Method (XRD). The characterization of materials electrical properties, in particular explanation of the conduction mechanisms, was performed based on impedance spectra with fitted equivalent circuits. The next step of analysis was preparation of Arrhenius plots and energies of activation calculation for the processes occurring in high, medium and low frequencies by means of linear regression. The analysis of obtained data allowed to describe electrical properties of the specimen.

13

Badania impedancyjne wpływu alkalicznego odczynu cieczy porowej betonu na cynkową powłokę ochronną stali zbrojeniowej

Jaśniok M., Kołodziej J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2015

|

z. 15

37--42

EN

The work concerns the durability testing of zinc coatings on smooth St3S grade reinforcing steel in solution modeling of concrete pore liquid having a pH of 13.4.The tests were carried out by impedance spectroscopy method on three metal samples. One sample was not protected with coating while the two other samples were hot dip galvanized and had coatings of 50 μm and 100 μm in thickness. Analysis of the results of the impedance measurements showed that the steel without coating is passivated in solution at pH of 13.4while the galvanized samples of steel intensely corrode. Calculated corrosion current density in the case of the galvanized steel samples were two orders of magnitude greater than the density of steel without protection. The results indicate the need for caution when using galvanized rebar in concrete structures and the need to design concrete mixes with the lowest pH.

14

Szybkość korozji zbrojenia w betonie w trzyletnim okresie ekspozycji przy kontrolowanej temperaturze i wilgotności powietrza

Jaśniok T., Jaśniok M.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 6

211--217

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań polaryzacyjnych metodami LPR i EIS wykonanych na próbkach żelbetowych, po dwukrotnym wywołaniu w okresie 3 lat, zaawansowanych procesów korozyjnych na zbrojeniu w betonie. W trakcie badań czynnikiem korozyjnym były chlorki, a przebieg degradacji w komorze klimatyczno-korozyjnej stymulowano otrzymując temperaturę w przedziale 7÷35°C i wilgotność powietrza w zakresie 40÷90%. Trzyletni monitoring rozwoju korozji zbrojenia w betonie pokazał, że wykonana po ponad dwuletniej przerwie ponowna inicjacja zaawansowanych procesów korozyjnych na stali w betonie nie spowodowała znacząco odmiennego rozkładu szybkości korozji, niż przy pierwszej inicjacji korozji. Ponadto długość okresu rozwoju korozji zbrojenia nie miała większego wpływu na uzyskane wyniki badań.

EN

This papers presents results from polarization tests using LPR and EIS techniques, conducted on reinforced concrete specimens after inducing twice advanced corrosion processes on the concrete reinforcement during last 3 years. During the tests, chlorides were corrosion inducing agents, and degradation in a climatic and corrosion chamber was stimulated by obtaining a temperature in a range of 7÷35°C and humidity in a range of 40÷90%. A 3-year monitoring of corrosion development of reinforcement in concrete indicated that inducing advanced corrosion on steel in concrete after more than two years did not result in a significantly different distribution of corrosion rates compared to corrosion induced for the first time. Moreover, the length of corrosion development in reinforcement had little impact on the obtained results.

15

Tetragonalny dwutlenek cyrkonu w układzie 3Y-TZP/Al2O3 jako elektrolit stały dla średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC

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

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 1

27--36

PL

Niniejsza praca obejmuje otrzymywanie oraz badania właściwości fizykochemicznych tetragonalnego dwutlenku cyrkonu w układzie 3Y-TZP/Al2O3 jako elektrolitu stałego do średniotemperaturowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC. Syntezę proszku roztworu stałego Y2O3-ZrO2 zawierającego 3% mol. Y2O3 (3-YSZ), o strukturze tetragonalnej, przeprowadzono metodą współstrącania-kalcynacji. W wyniku: impregnacji proszku 3-YSZ roztworem azotanu glinu, zagęszczania, a następnie spiekania w 1773 K przez 2 godz. w powietrzu uzyskano serię tetragonalnych odmian dwutlenku cyrkonu zawierających 0,35%, 0,5% i 0,75% mol. Al2O3. Charakterystykę fizykochemiczną gęstych polikrystalicznych spieków przeprowadzono przy pomocy metod XRD, SEM-EDS i EIS. W wyniku zmian strukturalnych i mikrostrukturalnych wywołanych zastąpieniem jednofazowego materiału 3Y-TZP układem 3Y-TZP/Al2O3, zawierającym oprócz fazy tetragonalnej niewielką ilość fazy jednoskośnej, uzyskano istotną poprawę przewodnictwa elektrycznego po granicach ziaren w temperaturach poniżej 873 K przy nieznacznym pogorszeniu przewodnictwa wnętrza ziaren.

EN

The presented work describes a procedure used to obtain tetragonal zirconia in the 3Y-TZP/Al2O3 system and a study of its physicochemical properties, focusing on its potential application as a solid electrolyte in the intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs). A 3-YSZ powder was obtained from the Y2O3-ZrO2 solid solution of the tetragonal structure containing 3 mol.% Y2O3 by means of the co-precipitation-calcination method. After impregnation of the powder with an aluminum nitrite solution followed by pressing and 2 h sintering at 1773 K in air, a number of 3Y-TZP/Al2O3 materials were obtained, containing 0.35 mol.%, 0.5 mol.% and 0.75 mol.% Al2O3. Physicochemical properties of these polycrystalline materials were investigated using XRD, SEM-EDS, and EIS. As a result of structural and microstructural changes induced by replacing the single-phase 3Y-TZP material with the 3Y-TZP/Al2O3 system containing a small contribution of the monoclinic phase in addition to the tetragonal phase, a significant improvement in the electrical conductivity across grain boundaries was observed at temperatures below 873 K, with an associated slight decrease in the conductivity of the grain interior.

16

The Influence of Passivation Type on Corrosion Resistance of Ti15Mo Alloy in Simulated Body Fluids

Szklarska M., Dercz G., Rak J., Łosiewicz B., Simka W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2687--2694

EN

This work reports on determination of the influence of passivation type of Ti15wt.%Mo implant alloy surface on its corrosion resistance in simulated body fluids. The alloy under investigation was subjected to natural self-passivation in air, and forced passivation by autoclaving in steam, boiling in 30 % solution of H2O2, and electrochemical passivation in 0.9 % NaCl solution. Resistance of the passivated Ti15Mo alloy to pitting corrosion was studied at 37ºC in 0.9 % NaCl solution using open circuit potential method, anodic polarization curves, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Comparative estimation of the determined parameters of corrosion resistance revealed that the obtained passive layers improve anticorrosive properties of the tested alloy. Surface of the alloy subjected to passivation in steam autoclave reveals the highest protection against pitting corrosion. Anodic potentiodynamic curves showed that the Ti15Mo alloy after different passivation types of the surface is characterized by a lack of susceptibility to pitting corrosion up to potential of 9 V. Based on the EIS investigations, the thickness of the formed oxide layers (TiO2, anatase) was determined to be in the range from 2.0 to 7.8 nm in dependence on the applied type of passivation. It was ascertained that electrochemical properties of the Ti15Mo alloy and possibility of its surface passivation using simple methods, make it an attractive material for use in biomedicine for long-term implants.

PL

Praca dotyczy określenia wpływu rodzaju pasywacji powierzchni stopu Ti15%wag.Mo na jego odporność korozyjną w środowisku płynów ustrojowych. Badany stop poddano naturalnej samopasywacji w powietrzu oraz wymuszonej pasywacji w autoklawie parowym, w gotującym się 30 % roztworze H2O2 oraz elektrochemicznej pasywacji w 0,9 % roztworze NaCl. Odporność pasywowanego stopu Ti15Mo na korozję wżerową badano w temperaturze 37°C w roztworze 0,9 % NaCl metodą potencjału obwodu otwartego, krzywych polaryzacji anodowej oraz elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ESI). Ocena porównawcza wyznaczonych parametrów odporności korozyjnej wykazała, że wytworzone warstwy pasywne poprawiają właściwości antykorozyjne badanego stopu. Powierzchnia stopu poddana pasywacji w autoklawie parowym wykazuje najwyższą ochronę przed korozją wżerową. Anodowe krzywe potencjodynamiczne ujawniły, że stop Ti15Mo poddany różnym sposobom pasywacji powierzchni wykazuje brak podatności na korozję wżerową aż do potencjału wynoszącego 9 V. W oparciu o badania ESI wyznaczona została grubość otrzymanych warstw tlenkowych (TiO2, anataz), która w zależności od zastosowanego sposobu pasywacji mieściła się w zakresie od 2,0 do 7,8 nm. Stwierdzono, że właściwości elektrochemiczne stopu Ti15Mo oraz możliwość pasywowania jego powierzchni prostymi metodami, czynią go atrakcyjnym materiałem do zastosowań w biomedycynie na implanty długoterminowe.

17

Structural and Electrical Properties of the Selected Rare-Earth Oxychlorides

Dziubaniuk M., Wyrwa J., Bućko M., Rękas M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1595--1601

EN

The preparation and sintering conditions of the selected rare-earth oxychlorides REOCl (Re=La, Nd, Sm, Gd) were determined. The purity of materials phase compositions was confirmed by X-ray diffraction method. Further analysis of the data enabled lattice parameters and average grain size determination. The electrical properties of the single phase REOCl materials were investigated by Electrochemical Impedance Spectroscopy in wide temperature range in atmospheric air. The spectra were analyzed by the equivalent circuit fitting. Basing on the values of equivalent circuits parameters the specific conductivities were calculated and presented in the Arrhenius coordinates. Energies of activation were calculated. The determined structural and electrical properties of four different rare-earth oxychlorides were directly compared.

PL

Ustalono warunki syntezy i spiekania wybranych tlenochlorków metali ziem rzadkich, a mianowicie LaOCl, NdOCl, SmOCl oraz GdOCl. Czystość składów fazowych materiałów potwierdzono metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Analiza uzyskanych danych pozwoliła na wyznaczenie wartości stałych sieciowych oraz średniej wielkości ziaren. Własności elektryczne materiałów wyznaczono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej w szerokim zakresie temperatur w powietrzu atmosferycznym. Do każdego z widm dopasowano układ zastępczy. Na tej podstawie wyznaczono wartości przewodnictw właściwych i sporządzono wykresy Arrheniusa oraz wyznaczono wartości energii aktywacji. Przeprowadzone badania pozwoliły na bezpośrednie porównanie własności strukturalnych i elektrycznych tlenochlorków czterech różnych metali ziem rzadkich.

18

Elektrochemiczne badania korozji zbrojenia żelbetowych silosów na cement

Jaśniok T., Jaśniok M.

Ochrona przed Korozją

|

2014

|

nr 6

225--229

PL

Użytkowana ponad 40 lat bateria dwunastu żelbetowych silosów na cement wykazywała szereg uszkodzeń płaszcza zewnętrznego pomimo bieżących napraw. W przeprowadzonych badaniach technicznych stwierdzono wiele nieprawidłowości wykonawczych oraz lokalną korozję prętów zbrojeniowych. W celu wykazania rzeczywistego stanu zbrojenia wykonano badania korozyjne na wyciętych z konstrukcji rdzeniach betonowych zawierających fragmenty stalowych prętów zbrojeniowych. Elementy próbne umieszczano w komorze korozyjnej w ściśle określonych warunkach termiczno-wilgotnościowych. Uzyskana w badaniach szybkość korozji była w mniejszym stopniu zależna od tych warunków, natomiast duży wpływ miała jakość betonu otulenia.

EN

A battery of twelve reinforced concrete silos for cement being used for over 40 years has shown a series of deteriorations in the external surface of the silo shell although running repairs were performed. The conducted technical tests showed many performance irregularities and the local corrosion of rebars. The corrosion tests aimed at demonstrating the existing conditions of the reinforcement, were performed on concrete cores cut out from the structures. The cores contained fragments of steel rebars. Test elements were placed in a corrosion chamber under precisely specified thermal and humidity conditions. The corrosion rate determined during the tests was less dependent on those conditions, however the quality of concrete cover had a great impact on that rate.

19

Influence of glow discharge assisted nitriding processes temperature on corrosion resistance of layers made of Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy

Brojanowska A., Borowski T., Poławski K., Sałach J., Sobiecki J. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

92--96

EN

The article presents an analysis of glow discharge assisted nitriding temperature on corrosion resistance of Ti6Al2Cr2Mo titanium alloy. Nitrided layers produced in the four treatment temperatures: 700°C, 800°C, 850°C and 900°C were chosen for the testing. The tests proved an increase in corrosion resistance of nitrided layers produced at the temperature ranging from 700ºC to 850ºC (rising together with the treatment temperature rise) in comparison to the substrate material.

PL

W artykule analizowano wpływ temperatury procesu azotowania jarzeniowego na odporność korozyjną stopu tytanu Ti6Al2Cr2Mo. Do badań wybrano warstwy azotowane wytworzone w czterech temperaturach obróbki: 700°C, 800°C, 850°C i 900°C. Badania potwierdziły wzrost odporności korozyjnej warstw azotowanych wytworzonych w przedziale temperatur od 700°C do 850°C (wraz ze wzrostem temperatury obróbki) w porównaniu z materiałem podłoża.

20

Badania własności elektrochemicznych warstw krzemionkowych stosowanych na wyroby medyczne przeznaczone do kontaktu z krwią

Basiaga M., Popik P, Paszenda Z., Pochrząst M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 12

374-377

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań własności elektrochemicznych warstw krzemionkowych wytworzonych na stali Cr-Ni-Mo przeznaczonej do kontaktu z krwią. Badane próbki poddano szeregowi metod obróbki powierzchniowej: szlifowanie, polerowanie elektrolityczne, pasywacja chemiczna, naniesienie warstw krzemionkowych przy wykorzystaniu zanurzeniowej techniki zol-żel. W celu określenia własności elektrochemicznych powłok SiO2 przeprowadzono badania odporności korozyjnej metodami: potencjodynamiczną oraz impedancyjną.

EN

The paper presents the results of the electrochemical properties of silica layers produced on Cr-Ni-Mo steel intended for contact with blood. The samples were subjected to a series of surface preparation methods: grinding, electrolytic polishing, chemical passivation, sol-gel silica coatings by means of dipping. For the evaluation of electrochemical properties of SiO2 layers of corrosion resistance tests were carried out by means of potentiodynamic and impedance methods.