Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Synteza materiału perowskitowego Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ metodą pirolizy rozpyłowej do zastosowania na membrany separujące tlen

Gromada M., Trawczyński J.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 1

43--49

PL

Metodą pirolizy rozpyłowej wytworzono mieszany tlenek Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ (BSCF) o strukturze perowskitu. W celu otrzymania jednofazowego materiału proszek poddano kalcynacji w temperaturze 950 °C przez 5 godzin, którą określono na podstawie rezultatu analizy DTA/DTG. Określono morfologię, teksturę, strukturę krystalograficzną oraz rozkład wielkości cząstek proszku BSCF. Dla poprawy właściwości podatności na formowanie proszek BSCF zgranulowano, a z uzyskanego granulatu metodą prasowania jednoosiowego i doprasowywania izostatycznego uformowano wypraski pastylek. Opracowano optymalną krzywą wypalania, zapewniającą wysoką gęstość uzyskanych spieków. Określono najważniejsze parametry determinujące przydatność otrzymanych pastylek BSCF do wytwarzania membran tlenowych: gęstość pozorną, porowatość otwartą, nasiąkliwość wodą i mikrostrukturę powierzchni. Stwierdzono, że proszek BSCF wytworzony metodą pirolizy rozpyłowej posiada właściwości odpowiednie do wytworzenia membran separujących tlen z powietrza.

EN

The Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF) mixed oxide with perovskite-like structure was synthesised by a spray pyrolysis method. The calcination temperature required to obtain a single phase material was determined by DTA/DTG analysis. Physical and chemical properties of the obtained powder (morphology, texture, phase composition and particle size distribution) were determined. The BSCF powder was granulated in order to improve its compactibility. The green compacts of BSCF material were moulded by combined uniaxial and isostatic pressing. An optimal curve which ensure high density of obtained sinters has been elaborated. The key parameters that determine the suitability of the BSCF material for the oxygen separating membranes forming i.e.: apparent density, open porosity, water absorbability and surface microstructure were determined. The obtained outcomes confirm that the BSCF perovskite powder prepared by the spray pyrolysis method possesses the appropriate properties for manufacturing membranes separating oxygen from air.

2

Zastosowanie materiałów perowskitowych wykonanych metodą reakcji w fazie stałej do wytwarzania membran separujących tlen z powietrza

Gromada M., Świder J., Trawczyński J., Stępień M., Wierzbicki M.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 1

42-47

PL

Metodą reakcji w fazie stałej wytworzono trzy różne, złożone tlenki o strukturze perowskitu: La0,6Sr0,4Fe0,8Co0,2O3+δ, Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3+δ i La2Ni0,9Co0,1O4-δ, z których uformowano gęste membrany tlenowe. Badania proszków potwierdziły uzyskanie jednofazowych materiałów o założonym składzie chemicznym. Analiza dyfrakcyjnych widm rentgenowskich wykazała, że różnice rozmiarów kationów tworzących strukturę perowskitu są przyczyną jej niedoskonałości oraz generują naprężenia sieci. Cząstki proszków wykazywały jedynie śladową porowatość, co sprzyjało uzyskiwaniu gęstych spieków. W celu poprawienia właściwości formierskich materiałów wykonano granulaty z proszków perowskitowych charakteryzujące się większą powierzchnią właściwą w porównaniu z wyjściowymi proszkami. Dodatkowa obróbka termiczna proszków przyczyniła się do korzystnej zmiany struktury perowskitowej, a uzyskane tworzywa charakteryzowały się wystarczającą wytrzymałością mechaniczną oraz stosunkowo małym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Duże zagęszczenie spieków potwierdziły wyniki badań mikroskopowych. Na zdjęciach SEM widoczne były cząstki o dużych rozmiarach, gęsto upakowane z wąskimi granicami ziarnowymi, co zapewniło łatwiejszy transport jonów tlenu przez membrany. Największą wartość strumienia przenikania tlenu, wynoszącą 0,822 ml/(cm2źmin) w temperaturze 950°C, uzyskano w przypadku cienkiej, gęstej membrany z Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3+δ.

EN

Three types of mixed oxides with the perovskite-like structure: La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3+δ, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3+δ and La2Ni0.9Co0.1O4-δ were synthesised by the solid state method, and characterized. Analysis of XRD patterns revealed that differences in cation dimensions forming the perovskite structure are the reason of structural imperfections and lattice stresses. The manufactured powders were composed of one phase and revealed very low porosity of particles, which favours the obtainment of dense sinters. In order to improve the forming properties of the powders, granulates were prepared, that showed higher specific surfaces in comparison with the original powders. The additional heat treatment during the fabrication of powders improved the perovskite-like structure of the studied materials. The manufactured membranes showed good mechanical strengths and relatively low thermal expansion coefficients. SEM micrographs of membrane surfaces revealed the presence of large grains and narrow grain boundaries, which allowed transport of oxygen ions through membranes to be easy through the membranes. The highest value of oxygen permeation flux of 0.822 ml/(cm2źmin) at 950°C was measured for the thin dense membranes fabricated from Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3+δ.

3

Perovskite membranes for oxygen separation and oxy-combustion processes

Gromada M., Krząstek K., Pięciak L., Kluczowski R., Krauz M., Baszczuk A., Trawczyński J., Stępień M.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 3

322-327

EN

Mixed oxides with the perovskite-like structure, possessing mixed electronic and ionic electrical conductivities are proposed for dense ceramic membranes production for both oxygen separation and oxy-combustion processes. In this study three perovskite-type mixed oxides La(0.6)Sr(0.4)Fe(0.8)Co(0.2)O(3+β) (LSCF), Ba(0.5)Sr(0.5)Co(0.8)Fe(0,2)O(3+β) (BSCF) and La2Ni(0.9)Co(0.1)O(4-β) (LNC), considered to be the most promising materials due to high oxygen fluxes, are utilized for both plate and tubular membranes fabrication. For providing the appropriate efficiency of the oxygen production the main role is played by thickness as well as outer surface development of membranes. On account of this, three configurations of plate membranes were tested, i.e. thick dense membranes, thin dense diaphragms on porous support and thick dense membranes coated on both sides with porous thin layers. Tubular membranes, more useful in industrial practice due to their larger effective surface, mechanical stability and easiness of application, were prepared in two configurations, i.e. dense thin-walled tubes made by isostatic pressing and extrusion methods, as well as thin dense membrane, coated on the porous tube. The basic physicochemical properties of the obtained diaphragms were determined. Some of them were characterised by the measurement of the oxygen permeation flux.

PL

Tlenki mieszane o budowie typu perowskitu, mające mieszane przewodnictwo elektronowe i jonowe, są materiałami proponowanymi do produkcji gęstych ceramicznych membran wykorzystywanych w procesach separacji tlenu i spalania tlenowego. W prezentowanych badaniach wykorzystano do wytwarzania membran zarówno w kształcie płytek, jak i rurek trzy tlenki typu perowskitu: La(0,6)Sr(0,4)Fe(0,8)Co(0,2)O(3+β) (LSCF), Ba(0,5)Sr(0,5)Co(0,8)Fe(0,2)O(3+β) (BSCF) i La2Ni(0,9)Co(0,1)O(4-β) (LNC), rozważane jako najbardziej obiecujące materiały z powodu dużych strumieni tlenu. Dla zapewnienia odpowiedniej wydajności wytwarzania tlenu główną rolę odgrywa grubość oraz rozwinięcie powierzchni zewnętrznej membrany. Z uwagi na to, badaniom poddano trzy konfiguracje membran płytkowych: gęste grube membrany, gęste cienkie diafragmy na porowatym podkładzie i gęste cienkie membrany pokryte obustronnie grubymi warstwami porowatymi. Membrany rurkowe, bardziej przydatne w praktyce produkcyjnej w związki z ich większą powierzchnią efektywną, mechaniczną stabilnością i łatwością stosowania, przygotowano w dwóch konfiguracjach: gęste grubościenne rurki wykonane metodami prasowania izostatycznego i wypływowego oraz gęste cienkie membrany stanowiące pokrycie porowatych rur. Oznaczono podstawowe właściwości fizykochemiczne otrzymanych diafragm. Niektóre diafragmy scharakteryzowano za pomocą pomiarów strumienia przenikania tlenu.