Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Detection of surface hydrogen in selected carbon materials by elastic peak electron spectroscopy (EPES)

Lesiak B., Zemek J., Houdkova J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 1

90-92

EN

The problem of bulk and surface hydrogen detection and quantification is important for many technological applications. Surface hydrogen has recently been detected using a method based on the effect of quasi-elastic scattering of particles, e.g. electrons, like elastic peak electron spectroscopy (EPES). The quasi-elastic scattering called a recoil effect is based on the phenomenon that the difference in atomic number, Z, of sample constituents causes a recoil energy loss and energy broadening. Then, the recorded elastic peak is split into components of different recoil energy shift and broadening. Present work demonstrates a simple method for detecting surface hydrogen and evaluating its atomic content by EPES, as well as the information depth of the analysis in selected samples of nanocrystalline diamond (NCD) and polypyrrole (PPY). The calculations apply a large angle electron single scattering model remaining in agreement with an electron multiple scattering model.

PL

Rozwiązanie problemu detekcji oraz wyznaczania ilościowego wodoru powierzchniowego jest ważne w technologicznych zastosowaniach. Powierzchniowy wodór może zostać wykryty oraz oszacowany z wykorzystaniem zjawiska quasi-elastycznego rozpraszania cząsteczek, np. elektronów, mierzonego za pomocą spektroskopii piku elastycznego (ang. elastic peak electron spectroscopy - EPES). W zjawisku quasi-elastycznego rozpraszania, elektron rozproszony na atomach o różnych liczbach atomowych, Z, które stanowią składowe badanego układu, traci energię kinetyczną oraz jego widmo ulega poszerzeniu energetycznemu. Dla próbek wieloskładnikowych, zjawisko to mierzone jest jako kilka przesuniętych w kierunku niższych energii kinetycznych pików elastycznych o różnych wartościach poszerzenia energetycznego. W pracy prezentowana jest prosta metoda detekcji oraz ilościowego oszacowania składu atomowego powierzchniowego wodoru, jak również wartości średniej głębokości informacji analizy za pomocą metody EPES. Badaniom poddane są wybrane próbki nanokrystalicznego diamentu (ang. nanocrystalline diamond - NCD) oraz polipirolu (ang. polypyrrole - PPY). Obliczenia stosujące model pojedynczego elastycznego zderzenia pozostają zgodne z wynikami obliczeń stosujących model wielokrotnych zderzeń elastycznych elektronu.

2

Wpływ położenia kątowego pierścienia mechanicznej zastawki serca na parametry przepływu w łuku aorty

Witkowski D.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Nr 129, vol. 1

35-44

PL

W pracy przedstawiono wpływ położenia kątowego pierścienia zastawki względem aorty na parametry przepływu. Dla dysku wypukłego o promieniu 130 mm zostały przeprowadzone obliczenia, dla kąta pomiędzy osią symetrii kanału a osią symetrii pierścienia zastawki wynoszącego 0°, 90°, 180° oraz 270°. Przyjęto nieodkształcalne ścianki kanału oraz uproszczony model części serca przed zastawką. Poszczególne wymiary geometryczne oparte są na uśrednionych wartościach anatomicznych.

EN

An influence of the angular position of the heart valve placed in the aorta on flow parameters have been presented. The calculation results for discs with the concavity radii of 130 mm for an angle between the channel symmetry axis and the disc heart valve symmetry axis equal to 0°, 90°, 180° and 270° have been shown. Undeformable channel walls and a simplified model of the heart part upstream of the artificial heart valve have been assumed. Individual geometrical dimensions are based on averaged anatomical values.

3

Nanocrystalline diamond, its synthesis, properties and applications

Mitura S., Mitura K., Niedzielski P., Louda P., Danilenko V.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 16, nr 1-2

9--16

EN

Purpose: Carbon constitutes a principal component of a living organism. A man, weighting 100 kg, carries in his body approximately 12 kg of pure carbon. In the nature, carbon occurs in several allotropic forms, such as diamond, graphite (including nanotubes and fullerenes) and carbines. A new type of carbon material, nanocrystalline diamond formed by the decomposition of methane in a process of radio frequency plasma activated chemical vapor deposition (RF PA CVD) is presented. Design/methodology/approach: Nanocrystalline diamond (NCD) films were synthesized with a new method, employing dense radio frequency plasma. The idea consists in a decomposition of methane in radio frequency (13.56 MHz) plasma. Findings: One of the most important property of NCD is the protection living organism between the metalosis. NCD forms the barrier diffusion between implant and human environment. Practical implications: Advanced medical studies, concerning a use of medical implants coated with nanocrystalline diamond enabled their practical applications. Originality/value: The most interesting property of diamond is the fact that it can play the role of electrodonor. This is directly associated with the new type of bioactivity, exhibiting by diamond.

4

Wytwarzanie warstw węglowych w nowym reaktorze MW/RF

Kaczorowski W., Niedzielski P., Mitura S.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 43-44

28-31

PL

Warstwy węglowe wytworzono metodą dwuczęstotliwościową (MW/RF PCVD - microwave and radio frequency plasma chemical vapor deposition) z zastosowaniem częstotliwości radiowej i mikrofalowej. Optymalizacja parametrów procesu umożliwiła nanoszenie jednorodnych powłok na stali AISI 316 L Warstwy zostały wytworzone przy wykorzystaniu różnych mieszanin gazów (metanu - CH4 albo metanu z argonem - CH4/Ar). Analiza morfologii i struktury uzyskanych powłok przeprowadzona została z wykorzystaniem technik: mikroskopu optycznego, skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) i mikroskopu sił atomowych (AFM). Do identyfikacji składu fazowego wytwarzanych warstw zastosowano spektroskopię ramanowską. W pracy tej zostały opisane szczegóły eksperymentu oraz uzyskane wyniki.

EN

Carbon films were prepared in microwave and radio frequency plasma reactor using dual frequency method (MW/RF PCVD -microwave and radio frequency plasma chemical vapour deposition). The parameters of the deposition were optimised to get uniform films on the stainless steel AISI 316 L. These films were obtained from different mixtures of gases (methane - CH4 or methane/argon- CH4/Ar). Optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) techniques were used to analyse the morphology and structure of deposited layers. Raman spectroscopy was performed to identify phases present in the films. In this paper experimental details and results were described.

5

Supertwarde warstwy węglowe i azotku boru na płytkach narzędziowych Al2O3-Mo

Biesiada K., Kostecki M., Olszyna A.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

248-253

PL

W pracy zbadano wpływ supertwardych warstw ceramicznych (węglowych i azotku boru), nanoszonych metodą plazmy impulsowej na płytki skrawające wykonane z kompozytów warstwowych NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+x%obj.Mo), na właściwości skrawnościowe tak syntetyzowanych płytek narzędziowych. Podłoża kompozytu warstwowego otrzymywano metodą odlewania folii. Maksymalne zagęszczenie spieków (96%), a także maksymalną wytrzymałość na zginanie (819 MPa) oraz współczynnik intensywności naprężeń (7,75 MPam(1/2)) uzyskano dla kompozytu warstwowego Al2O3/Al2O3+14% obj.Mo. Proces nanoszenia supertwardych warstw prowadzony był jedynie na nakładkach skrawających, wykonanych z tego kompozytu. Skład fazowy nanoszonych powłok badano metodą Ramana. Nanoszone warstwy węglowe identyfikowano jako nanokrystaliczny diament (NCD) zanieczyszczony superdrobnoziarnistym grafitem, zaś warstwy azotku boru jako mieszaniną "grubokrystalicznej" fazy c-BN oraz nanokrystalicznych faz h-BN i E-BN. Przeprowadzono badania grubości powłok, a także ich chropowatości, adhezji do podłoża, współczynnika tarcia oraz twardości. Wyniki badań właściwości skrawnościowych płytek narzędziowych NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+14%obj.Mo przedstawiono w postaci zużycia V(Bmax) w funkcji drogi skrawania L stopu aluminium PA16. Badania wskazały, że otrzymane w wyniku nanoszenia metodą plazmy impulsowej PACVD warstwy węglowe oraz azotku boru na płytkach narzędziowych Al2O3/Al2O3+14% obj.Mo mają dobre właściwości skrawnościowe przy obróbce stopu aluminium PA16. Dla próbki NCD/Al2O3/Al2O3+14%obj.Mo wzrost trwałości ostrza w porównaniu do płytki niepokrytej wynosi 65%, zaś dla próbki c-BN/Al2O3/AhO3+14%obj.Mo wynosi on 40%.

EN

The aim of the study was to examine how the cutting properties of tool blades are affected by super-hard ceramic (carbon and boron nitride) coatings produced by the impulse plasma method (PACVD). The cutting plates were made of layered NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+x%Mo composites produced by foil casting. The highest density (96%), the greatest bending strength (819 MPa) and the highest stress intensity factor (7.75 MPam(1/2)) were obtained with the layered Al2O3/Al2O3+ +14 vol.%Mo composite, and, thus, it was only this composite which was used for further experiments with depositing the super-hard coatings. The phase composition of the coatings was examined by Raman spectroscopy. The deposited carbon layers were identified to be nanocrystalline diamond (NCD) contaminated with super-finegrained graphite, whereas the boron nitride layers appeared to be a mixture of the 'coarsegrained' c-BN phase with the nano-crystalline h-BN and E-BN phases. The thickness, roughness, adhesion to the substrate, friction coefficient and hardness of the coatings were examined. The results of examination of the cutting properties of the NCD (c-BN)/Al2O3/Al2O3+14vol.% Mo tool plates in cutting the PA16 aluminium alloy are presented as the wear V(Bmax), versus cutting path L. The results evidently show that, when tested in cutting hard aluminium alloys, the carbon and boron nitride coatings deposited on the Al2O3/Al2O3+14%Mo cutting plates by PACVD have good cutting properties. The service life of the coated plates compared to that of uncoated plates increased by 65% with the NCD coatings and by 40% with c-BN coatings.

6

Nanokrystaliczny diament (NCD) - nowy i obiecujący materiał do zastosowań medycznych

Walkowiak B., Okrój W., Przybyszewska I., Pirek M., Szymański W., Kosęda P., Jakubowski W.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

R. 7, nr 35-36

62-67

PL

Nanokrystaliczny diament (NCD) przejawia szereg interesujących właściwości. Niektóre z nich mogą być atrakcyjne w zastosowaniach biomedycznych. Niniejsze opracowanie dotyczy badań nad anty-oksydacyjnymi właściwościami NCD, jego tombozgodnością oraz odpornością na powstawanie biofilmu. Badania zrealizowano stosując następujące metody: 1. Obserwacja luminolo-zależnej luminescencji, wywoływanej przez reaktywną formę tlenu (kwas podchlorawy) generowaną przez chloraminę T w osoczu krwi, w obecności proszków diamentowych. Intensywność mierzonej luminescencji jest wprost proporcjonalna do ilości reaktywnych form tlenu w badanym układzie. Stwierdzono, że obecność proszków diamentowych znamiennie i w sposób zależny od ich koncentracji wpływa na obniżenie ilości kwasu podchlorawego. 2. Obserwacja adhezji płytek krwi do badanych powierzchni z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego. Wykazano, że płytki krwi tylko w niewielkiej ilości, w porównaniu z powierzchnią stali medycznej, przylegały do powierzchni NCD. Jednak skazy powierzchni NCD były miejscem intensywnej adhezji płytek krwi. 3. Obserwacja zasiedlania badanych powierzchni przez komórki E.coli, z zastosowaniem mikroskopu fluorescencyjnego. Pokazano, że bakterie najchętniej kolonizowały powierzchnię stali medycznej 316L. Znacznie słabiej powierzchnię stopu tytanu Ti6Al4V. Najbardziej oporna na kolonizację komórkami E.coli była powierzchnia NCD. Uzyskane wyniki wskazują również na wzrost podatności na kolonizację przez mikroby powierzchni opłaszczonej białkami.

EN

Nanocrystalline diamond (NCD) exhibits several interesting properties. Some of them can be attractive in biomedical applications. This study concerns of research on anti-oxidative properties of NCD, its thrombocompatibility, as well as its resistance to bacterial biofilm formation. Results were obtained using following methods: 1. Observation of luminal-depend luminescence caused by reactive oxygen species (hypochlorous acid) generated by chloramines T in blood plasma, in the presence of diamond powders. The intensity of measured luminescence is directly proportional to the amount of reactive oxygen species in the system. We have found, that presence of diamond powder particles (DPP) significantly and concentration-dependently causes decrease in hypochlorous acid amount. 2. Observation of platelets adhesion to examined surface with use of scanning electron microscopy (SEM). It was proved, that blood platelets adhered to NCD surface only in a very small amount when compared to medical steel surface. However, defects of the NCD surface were the place of intensive platelet adhesion. 3. Observation of colonization of examined surfaces by E.coli cells, was performed with use of fluorescence microscope. It was shown that bacteria colonized predominantly medical steel 316L surface whereas titanium alloy Ti6Al4V surface was colonized considerably less. NCD surface was the most resistant to E.coli cells colonization. The received results also point higher susceptibility to microbial colonization of surface coated by proteins.

7

Elektrochemiczne badania korozji biomateriałów

Plaskota B., Błaszczyk T., Leniart A., Scholl H.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

R. 7, nr 35-36

40-45

PL

W ostatnich latach tematyka biomateriałów i materiałów implantowych cieszy się ogromnym zainteresowaniem wielu naukowców. Biomateriały to substancje, które z dużym powodzeniem są stosowane do odbudowywania ubytków organizmu ludzkiego. Problem biotolerancji tych materiałów często sprowadza się do ich odporności korozyjnej w środowisku płynów i tkanek ustroju ludzkiego. Odporność ta uwarunkowana jest przede wszystkim elektrochemiczną naturą korozji - szczególnie w przypadku implantów z metali, stopów, ceramiki i kompozytów. Badania właściwości korozyjnych wymienionych materiałów można prowadzić przez zastosowanie różnorodnych elektrochemicznych technik pomiarowych. W pracy przedstawiono podstawy szeregu elektrochemicznych metod badawczych stosowanych w korozji biomateriałów. Niektóre z tych metod zostały zilustrowane wynikami uzyskanymi w roztworach wodnych dla tytanu i tytanu z warstwy nanokrystalicznego diamentu (NCD).

EN

During the recent years implantable biomaterials have drawn great interest of numerous researches throughout the world. Biomaterials have been used with success as repair materials helping to restore deficient human nature. Biotolerance of these materials is often joined with corrosion resistance in human fluids and tissues. Processes of corrosion resistance with respect to metals, alloys, ceramics and composite materials have electrochemical nature. Investigating the nature of corrosion processes may be accomplished by means of different electrochemical methods. This study presents basics of many electrochemical methods used to explore corrosion of biomaterials. Some of these methods are illustrated by examples of results obtained during investigating of titanium and titanium with Nanocrystalline Diamond (NCD) in aqueous media.

8

The effect of nanocrystalline diamond on lipid peroxidation in blood plasma

Bąkowicz K., Mitura S., Kwasek D., Pietras T., Strzelecki A., Górski P.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2000

|

Vol. 4, nr 1

7--11

EN

The nanocrystalline diamond is a perfect biomaterial which is used to cover medical implants. The biological properties of the nanocrystalline diamond indicate that this material inhibits prooxidant processes in human body. Lipid peroxidation is one of the oxidative free radical mechanisms which takes part in essential damages of human cells. Free radical damage is an important factor in many pathological and toxicological processes. That's why nanocrystalline diamond is very interesting biomaterial and its chemical and physical proprietes indulge in safe application in medicine.

9

Influence of parameters of deposition on forming carbon films onto cemented carbide surface in RF PCVD method

Grabarczyk J., Couvrat P., Mitura S., Niedzielski P., Kaczorowski W.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2000

|

Vol. 4, nr 1

51--56

EN

Examination described in this article was made in Laboratorie de Materiaux in ECAM (L'Ecole Catholique d'Arts et Metiers), Lyon. It was preceded by investigation concerning overing of cemented carbide cutting tools by wear resistant carbon films examined in technical University in Lodz. The works concerned three types of cutting tools: slitting saws, ang-type cutters and cutter head plates. In all cases the increase of tools life was from 50 to 00 percent depending on types of tools and parameters of deposition. All milling tests were arried out in real work conditions in wood industry. In details information about properties f carbon film, NCD (nanokrystalline diamond) and DLC (diamond-like carbon) sintered in RF PCVD method and wear behavior cutting tools with and without carbon layer was escribed in works wrote by Mitura, Niedzielski and others [1,2,3]. The aim of this project was to examine influence parameters of deposition and method of location of samples on RF-power electrode in RF PCVD method on structure of carbon coatings, which covered cemented carbide substrates. During researches Scanning Electron Microscope (SEM) type PHILIPS XL30i was used, with installed microanalysis system (EDX) from EDAX.

10

Warstwy nanokrystalicznego diamentu na węglikach spiekanych.

Niedzielski P., Grabarczyk J., Kaczorowski W.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 6

370-372

PL

Przeprowadzone badania wykazały, że wytworzone wastwy nanokrystalicznego diamentu charakteryzują się wielkościami ziaren dochodzącymi do 800 x 800 nm. Tworzą one na podłożu z węglików spiekanych powłokę o grubości ok 0,5 mikrometra. Istnieje więc możliwość zastosowania ich na ostrza narzędzi stosowanych w przemyśle meblarskim. Zanim jednak do tego dojdzie potrzebe jest przeprowadzenie jeszcze wielu testów i prób. Z pewnością pierwsze wyniki badań są bardzo obiecujące.

EN

Films of nanocrystalline diamond, deposited on cutting tools made out of sintered carbides for machining of wood-like materials, bring about an improvement of mechanical properties of these tools as well as cause a significant increase of their durability. Large demand for this type of tools stemming from the dynamic development of furniture industry, quality improvement of its products and search for ways of lowering production costs, is an encouraging factor that makes the authors to continue the presented research and work to further improve the technology of nanocrystalline diamond (NCD) films deposition onto cutting tools for machining wood-like materials.

11

Warstwy nanokrystalicznego diamentu na narzędzia skrawające do obróbki materiałów drewnopochodnych

Niedzielski P., Grabarczyk J., Dudek M.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 3

124-126

PL

Praca dotyczy wytwarzania, badania oraz zastosowania warstw nanokrystalicznego diamentu (NCD) otrzymywanego metodą plazmy wysokiej częstotliwości (RF PCVD), na narzędziach skrawających z węglików spiekanych do obróbki drewna i materiałów drewnopochodnych. Przydatność tak wytworzonych warstw NCD sprawdzono w warunkach badań eksperymentalnych. Stwierdzono znaczny wzrost trwałości narzędzi w warunkach produkcyjnych. Bardzo duże zapotrzebowanie na tego typu narzędzia związane z dynamicznie rozwijającym się przemysłem meblarskim, wzrostem jakości wytwarzanych produktów zachęca autorów do kontynuowania prac badawczych nad doskonaleniem technologii wytwarzania tego rodzaju warstw.

EN

In the paper, a method of generation of plasma spraying of nanocrystalline diamond layers (NCD) in the cutting tools with sintered carbide for wood-base materials has been described. The results of investigations concerned the usefulness of the NCD coatings to increase the life of cutting tools have been presented.

12

Nanokrystaliczny diament dla medycyny

Mitura S., Bąkowicz K., Bogusławski G., Cłapa M., Dobrowolska A., Grabarczyk J., Niedzielski P., Rapiejko C., Sokołowska A.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 3

120-124

PL

Unikatowe właściwości cienkich warstw diamentowych czynią je perspektywicznym materiałem dla zastosowań w urządzeniach mikroelektronicznych, jako powłok dla narzędzi skrawających oraz w optyce. Jednak, ze względu na wysoką biokompatybilność węgla spowodowaną jego obecnością w organiźmie, może on stać się znakomitym biomateriałem. Jednym z zastosowań warstw węglowych są powłoki implantów medycznych. Badania warstw węglowych jako powłok implantów w chirurgii składały się z badań odporności biologicznej wszczepów, badań histopatologicznych zwierząt w laboratorium, testów na odporność korozyjną, pomiarów właściwości mechanicznych oraz napięć przebicia w płynie Tyroda.

EN

The unique properties of thin diamond layers make them perspective candidates for producing advanced micro-electronic devices, coatings for cutting tools and optics. However, due to the highest biocompatibility of carbon resulting from the presence of this element in human body, it appears to be a potential biomaterial. One of the applications of the carbon layers are coatings for medical implants. The studies of carbon films as coatings for implants in surgery were aimed on the investigations of biological resistance of implants, histopathological investigations on laboratory animals, tests of corrosion resistance measurements of mechanical properties and a breakdown test in Tyrod solution.