Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A comprehensive review of the salinity assessment in groundwater resources of Iran

Mohammadi Arasteh Saeed, Shoaei Seyyed Mohammad

Acta Geophysica

|

2024

|

Vol. 72, no. 1

385–-403

EN

The main purpose of the present research is to propose a comprehensive attitude of the salinity in groundwater resources of Iran using 116 papers in the assessment of groundwater quality in different areas of the country. The conducted study contains the measurement of the values of physicochemical parameters of which electrical conductivity (EC), as the fundamental parameter for salinity determination of groundwater, was considered mostly, and by comparing it with standards, as well as employing the Wilcox diagram, the quality of water was assessed for drinking and agricultural purposes, respectively. Study of the previous papers revealed that in only the west and northwest of the country, the groundwater quality was suitable for drinking, and in the majority of provinces, EC values exceeded the recommended limits. The highest EC level was seen in central provinces which led to the aggravation of groundwater and the largest proportion of salinity, putting the quality of water in an unsuitable class for drinking. Additionally, the assessment of groundwater quality for irrigation uses using the Wilcox diagram showed high and very high salinity rates in most areas of the study area. Northwestern provinces relatively had the lowest level putting in C3-S1 class, while central areas reached the highest with C4-S4 classification. Deficiency of rainfall, high rate of groundwater exploitation, and the intrusion of saltwater from Salt Lake were the principal reasons for groundwater deterioration in central parts of the study area.

2

Environmental Pollution Monitoring by Thin Metal Electrodes Prepared by Physical Vapor Deposition

Briancin Jaroslav, Kolcunova Iraida, Dolnik Bystrik, Kurimsky Juraj, Dzmura Jaroslav, Cimbala Roman, Fabian Martin

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 2

13--16

EN

This work is focused on environmental pollution monitoring utilizing thin metal electrodes on glassy/ceramic substrates prepared by physical vapour deposition. Besides others, it is well known that environmental pollution on electrical insulation is one of the problems faced by distribution utilities and electricity transmission system. Due to this reason there is a need to deal with monitoring of environmental pollution as it strongly influences their capability to withstand the high-voltage stress without the breakdown. It is the aim of present work to propose new system for environmental pollution monitoring based on application of extra-thin metal electrodes. The influence of morphology and chemical composition of pollutants on the surface resistance and conductivity of selected insulators is also discussed.

PL

Artykuł dotyczy monitorowania zanieczyszczenia środowiska za pomocą cienkich elektrod metalowych na szklanych/ceramicznych podłożach przygotowanych przez fizyczne osadzanie z fazy gazowej. Widomym jest, że zanieczyszczenie środowiska odpadami izolacji elektrycznej jest jednym z problemów, przed którymi stoją firmy dystrybucyjne i system przesyłu energii elektrycznej. Z tego powodu istnieje potrzeba monitorowania zanieczyszczenia środowiska, ponieważ ma to duży wpływ niezawodność sieci wysokiego napięcia i jej awaryjność. Celem przedstawionych prac jest zaproponowanie nowego systemu monitorowania zanieczyszczenia środowiska w oparciu o zastosowanie bardzo cienkich elektrod metalowych. Omówiono także wpływ morfologii i składu chemicznego zanieczyszczeń na rezystancję powierzchniową i przewodnictwo wybranych izolatorów.

3

Electrical conductivity and pH in surface water as tool for identification of chemical diversity

Potapowicz Joanna, Szumińska Danuta, Szopińska Małgorzata, Czapiewski Sebastian, Polkowska Żaneta

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2020

|

Vol. 27, nr 1

95--111

EN

In the present study, the creeks and lakes located at the western shore of Admiralty Bay were analysed. The impact of various sources of water supply was considered, based on the parameters of temperature, pH and specific electrolytic conductivity (SEC25). All measurements were conducted during a field campaign in January-February 2017. A multivariate dataset was also created and a biplot of SEC25 and pH of the investigated waters was performed. The average temperatures of the investigated waters were 0.10-8.10 °C. The pH values indicate that most of the water environments of the analysed area are slightly acidic to alkaline (5.26-8.50) with two exceptions: Siodlo II Creek (9.26) and Petrified Forest Creek (8.95), which are characterised by greater alkalinity. At the measurement points closest to the Baranowski Glacier and Ecology Glacier, SEC25 values were the lowest (26.8-61.1 μS·cm–1), while the remaining values ranged from 79.0 to 382 μS·cm–1 for the whole studied area. Based on the results it is concluded that the periodic intensive inflow of ablation waters, combined with morphological changes in the glacier front, causes a significant variability in the outflow network, creating the conditions for changes in basic physicochemical parameters. Moreover, it is observed that local depressions in the terrain form sedimentation traps in which, alongside fine-grained deposits, compounds can accumulate that originate from in situ sedimentation and that are also associated with surface runoff from the melting of snow cover, buried ice and permafrost.

4

Study on the C0–Cw relationship of clay bearing sandstones based on digital cores

Fan Yufei, Pan Baozhi, Mo Xiuwen, Guo Yuhang, Lei Jian

Acta Geophysica

|

2020

|

Vol. 68, no. 3

641--649

EN

Based on the three-dimensional digital core of Berea sandstone, three-phase (matrix, wet clay and free water) digital cores of clay-bearing sandstone are constructed. We divide clay into structural clay and dispersed clay according to the location where clay growth occurs. The fnite-element method is used to simulate the electrical characteristics of digital cores in order to study the relationship between the conductivity of core saturated with brine (C0) and the brine conductivity (Cw). The infuence of clay mineral type, content and porosity on core electrical characteristics is taken into account. The results show that the additional conductivity is related to the clay minerals, and montmorillonite has the highest cation exchange capacity, resulting in the largest additional conductivity. The increase in clay content in cores increases the conductivity of core C0. At the same time, clay that flls pores decreases the porosity and causes the decrease in C0. These are two opposing factors of conductivity that coexist in clay-bearing sandstone.

5

Magnetotelluric sounding evidence of development of nappes in the Tuolai Sag, Yin-E Basin

Penghui Zhang, Hui Fang, Xiaobo Zhang, Yaoyang Zhang, Haihong Xu, Yan Peng, Yongzhen Yuan

Acta Geophysica

|

2020

|

Vol. 68, no. 1

91--104

EN

To explore the tectonic framework and features of stratigraphic distribution in the Tuolai Sag, Yin-E Basin, a 47-km-long magnetotelluric (MT) sounding measurement was performed around Well MAZD1 in the sag. During feld data acquisition, a remote reference technique was used to ensure data quality, with apparent resistivity and phase curves of all measuring points obtained using the Fourier transform, power spectrum selection, robust estimation and other methods. After MT data processing, dimensionality analysis and the degree of two-dimensional deviation indicated that the study area had the dimensionality needed for two-dimensional inversion. The major electrical axis in the sag was determined, using a multipoint–multifrequency point statistical imaging technique, to be in the WNW direction. Within the constraints of the resistivity log data for Well MAZD1, inversion results for TE and TM models were compared, after which the TM model, which corresponded well to geological conditions, was selected for conducting the nonlinear conjugate gradient method inversion and a reliable resistivity model was fnally obtained. Based on regional petrophysical properties, resistivity logging, and near-well bathymetric data, the electrical characteristics of diferent formations within the sag were obtained and a set of low-resistance clastic rock identifed in the lower Carboniferous strata. Based on an integrated analysis of the regional surface geology, tectonic setting, and depositional environment, and within the constraints of gravity to ft with electrical structure, a tectonic framework of two subsags sandwiched by an uplift is proposed for the Tuolai Sag. The scale of the northern subsag is large, with development of pre-Carboniferous nappe as well as of Carboniferous–Permian strata within the lower part of the nappe. The southern subsag is small and flled mainly with Carboniferous–Permian strata.

6

Właściwości strukturalne, optyczne i elektryczne TiO2 modyfikowanego Fe2O3

Karoń Iwona, Radecka Marta

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 1

17--24

PL

Celem pracy było określenie własności strukturalnych, elektrycznych i optycznych TiO2 modyfikowanego Fe2O3. Materiały TiO2-Fe2O3 syntezowano metodą zol-żel w zakresie (0-2)% mol. Fe2O3. Badania dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego XRD wskazują, że niedomieszkowany TiO2 oraz materiały o zawartości do 0,25% mol. Fe2O3 krystalizują w strukturze rutylu. Przewodnictwo elektryczne mierzono w funkcji składu oraz temperatury (425-700 °C). Położenie i kształt krawędzi absorpcji podstawowej zależy od koncentracji domieszki. Własności strukturalne i elektryczne materiałów potwierdzają zakres tworzenia roztworów stałych.

EN

The aim of this work was to determine the structural, electrical and optical properties of the TiO2 modified with Fe2O3. Fe2O3-TiO2 materials were synthetized by the sol-gel method in the range 0-2 mol% Fe2O3. XRD X-ray diffraction studies indicate that undoped TiO2 and materials with a content of up to 0.25 mol% Fe2O3 crystallize in the rutile structure. Electrical conductivity was measured as a function of composition and temperature (425-700 °C). The location and shape of the primary absorption edge depends on the concentration of the admixture. Structural and electrical properties of materials confirm the range of solid solution formation.

7

Na styku miedzi i grafenu

Lis Krzysztof, Król Magdalena

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2019

|

nr 3

35--42

PL

W artykule przedstawiono zalety i ograniczenia miedzianych przewodów elektrycznych oraz korzyści, wynikające z ich powlekania grafenem. Opisano metody wytwarzania powłok grafenowych na przewodach miedzianych, ze szczególnym uwzględnieniem metody CVD. Ponadto, zaprezentowano założenia projektu „Produkcja warstw grafenowych na przewodnikach miedzianych do zastosowań elektronicznych” (GLC-Connect), finansowanego z programu POIR. W ramach tego projektu zaplanowano opracowanie i budowę dwóch systemów do powlekania grafenem drutu miedzianego i ścieżek elektronicznych metodą CVD.

EN

The article presents the advantages and limitations of copper electric wires as well as the benefits of coating them with graphene. Methods of producing graphene coatings on copper wires with particular emphasis on the CVD method have been described. The project “Manufacturing of graphene layers on copper connections for electronics applications” (GLC-Connect) financed from the SG OP program was generally presented as well. During the project two systems for graphene coating copper wire and electronic paths using CVD method will be created.

8

Mechanical, tribological and electrical properties of Cu-CNT composites fabricated by flake powder metallurgy method

Akbarpour M. R., Alipour S, Farvizi M., Kim H. S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 3

694--706

EN

Cu-CNT composites were fabricated by a flake powder metallurgy method, and their microhardness, electrical conductivity, frictional and wear properties were investigated. Homogenous distribution of CNTs in fine-grained Cu matrix was obtained using this process. Microhardness increased with the addition of CNT vol% up to 8% to the Cu matrix, while the conductivity decreased to 79.2 IACS %. Results showed that CNTs play a major role in improving wear resistance by forming a CNT-rich film that acts as a solid lubricant layer. In the synthesized composites, Cu- 4 vol% CNT composite exhibited the best wear and friction properties. The dominant wear mechanisms for the Cu-CNT composites were plastic deformation, abrasion, and flake formation-spalling. Also, a newly modified correlation was proposed for the theoretical calculation of the friction coefficient of Cu-CNT composites consisting agglomerated CNTs.

9

Environmental Pollution Monitoring on High-Voltage Insulators

Briancin J., Dolnik B., Fabian M., Kolcunova I., Kurimsky J., Dzmura J., Cimbala R.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 19, nr 1

111--114

EN

This work is focused on environmental pollution monitoring on selected high-voltage insulators. It is well known that environmental pollution on electrical insulation is one of the problems faced by distribution utilities and electricity transmission system. Due to this reason there is a need to deal with monitoring of environmental pollution as it strongly influences their capability to withstand the high-voltage stress without the breakdown. It is the aim of present work to explain influence of morphology and chemical composition of pollutants on the surface resistance and conductivity of selected insulators.

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac dotyczących monitorowania zanieczyszczenia środowiska na wybranych izolatorach wysokonapięciowych. Powszechnie wiadomo, że zanieczyszczenie środowiska oddziałujące na izolację elektryczną jest jednym z problemów, z którymi borykają się przedsiębiorstwa dystrybucyjne i system przesyłu energii elektrycznej. Z tego powodu istnieje potrzeba monitorowania zanieczyszczenia środowiska które silnie wpływa na ich zdolność instalacji do pracy bez awarii. Celem niniejszego artykułu jest wyjaśnienie wpływu morfologii i składu chemicznego zanieczyszczeń na oporność powierzchni i przewodnictwo wybranych izolatorów.

10

Microstructural, electrical, thermal and tribological studies of copper-fly ash composites through powder metallurgy

Thanga_Kasi_Rajan S., Balaji A. N., Narayanasamy P., Vettivel S. C.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 6

935--940

EN

This research work address the fabrication of copper (Cu) matrix composites, reinforced with fly ash (FA) particulates with 3, 6, 9 and 12 wt.% using the powder metallurgy route. The microstructural, physical, electrical, thermal, mechanical and tribological properties of thus fabricated Cu-FA composites have been studied. Optical microstructural characterization of the composites exposed persuasively uniform distribution of FA reinforcement with minimum porosity. The mixed powder SEM images revealed the homogeneous dispersion of fly ash particulates in the copper matrix. The hardness values showed improvement with increase in the weight percentage of FA in the Cu matrix. Electrical conductivity was measured using the four-point probe method at room temperature. Thermal conductivity was measured with a thermal diffusivity analyzer at room temperature. The fly ash addition leads to weakening the conductivity of Cu-FA composites. The tribological properties of Cu-FA composite specimens were investigated using a Pin-on-disc tribo testing machine against an EN81 steel contour disc. The specific wear rate of the composites tended first to decrease, which was attributed mainly to the formation of a mechanically mixed layer on the worn surface. Then it would increase as the FA content increased because of reduction in ductility and brittle oxide cracks associated with adding more FA particulates. It seems that composites with FA percentages below 9wt.% have optimum properties of microstructure, hardness and wear resistance, which is suitable for applications such as electrical sliding contacts, electrical discharge machining and spot welding electrodes.

11

Nigerian lateritic clay soils as hydraulic barriers to adsorb metals. Geotechnical characterization and chemical compatibility

Ojuri O. O., Akinwumi I. I., Oluwatuyi O. E.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 4

209--222

EN

The suitability of using lateritic clays from Aviele and Igarra has been investigated both in the Northern part of Edo state, Nigeria as liners of an engineered landfill and to adsorb metals in leachates. Geotechnical characteristics, pH, and elemental composition for the lateritic clay samples were determined. The chemical composition, pH, total dissolved solids and electrical conductivity were determined for leachates collected from two dumpsites. The capacities of the lateritic clay soils to adsorb heavy metals in the leachates were determined using the batch equilibrium adsorption technique. The unconfined compressive strength (UCS) of soils were found to be sufficient to resist damage. By both the standard and modified Proctor compaction tests, it was found that the coefficients of permeability for the soil samples were lower than 1×10–9 m/s that is widely recommended for soils that are to be used as landfill liners. Pb2+, Zn2+ and Cr2+ were the heavy metals in the leachates. The sorption selectivity order for tested soils depended on the soil type and properties.

12

The Influence of Mg Additive on the Structure and Electrical Conductivity of Pure Copper Castings

Kranc M., Sikora G., Górny M., Garbacz-Klempka A.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 4

85--90

EN

The aim of this paper was to attain defect free, pure copper castings with the highest possible electrical conductivity. In this connection, the effect of magnesium additives on the structure, the degree of undercooling (ΔTα = Tα-Tmin, where Tα – the equilibrium solidification temperature, Tmin – the minimum temperature at the beginning of solidification), electrical conductivity, and the oxygen concentration of pure copper castings have been studied. The two magnesium doses have been investigated; namely 0.1 wt.% and 0.2 wt.%. A thermal analysis was performed (using a type-S thermocouple) to determine the cooling curves. The degree of undercooling and recalescence were determined from the cooling and solidification curves, whereas the macrostructure characteristics were conducted based on a metallographic examination. It has been shown that the reaction of Mg causes solidification to transform from exogenous to endogenous. Finally, the results of electrical conductivity have been shown as well as the oxygen concentration for the used Mg additives.

13

Wpływ zagęszczenia zestawu surowcowego na transport ciepła i proces topienia masy szklanej

Zawada A., Przerada I.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 1

20--23

PL

Technologia wytwarzania masy szklanej jest wieloetapowym procesem obejmującym: sporządzenie zestawu, topienie, klarowanie i ujednorodnianie stopu oraz formowanie. Aby zestaw surowcowy został przekształcony w jednolitą, klarowną masę, muszą w nim zajść przemiany fizyczne i chemiczne, często wyhamowywane przez niewystarczający kontakt pomiędzy poszczególnymi ziarnami w zestawie surowcowym. Pojawiająca się w pierwszym etapie topienia zestawu surowcowego ciekła faza amorficzna, ułatwia lepszy kontakt pomiędzy nimi, dzięki łączeniu ziaren cienkimi mostkami. W pracy zbadano wpływ stopnia zagęszczenia zestawu surowcowego na szybkość reakcji oraz ilość tworzącej się fazy amorficznej. W tym celu komercyjny zestaw surowcowy na szkło opakowaniowe zagęszczono przy trzech różnych ciśnieniach: 0,2 MPa, 15 MPa oraz 40 MPa, a następnie przeprowadzono proces wygrzewania w temperaturach: 800°C, 1100°C oraz 1200°C.

EN

The manufacturing technology of glass is a multi-step process comprising: preparing a set, melting, refining and homogenizing of the alloy and molding. In order to convert a batch of raw material into a unified, clear mass, chemical and physical changes must take place. These changes are insufficient contact between individual grains in set of raw materials. Liquid amorphous phase appearing in the first stage of melting raw mix, by combining grains with thin webs, facilitates better contact between them. The paper presents the effect of the degree of compaction of raw mix on the reaction rate and the amount of amorphous phase forming. For this purpose, a commercial batch of raw materials was compacted at three different pressures: 0,2 MPa, 15 MPa and 40 MPa, followed by annealing process at temperatures: 800°C, 1100°C and 1200°C.

14

The electronic component of solid fluoride electrolytes

Palimąka P., Pietrzyk S.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 42, no. 3

147--156

EN

Solid electrolytes based on sodium cryolite are present in aluminium electrolysers as frozen crystals formed on the side walls of the carbon lining (side ledge). Their main task is to protect the lining from the effect of liquid electrolyte and ensure temperature stabilization during the process of electrolysis. On the other hand, being electrically conductive, they can reduce current efficiency. In this study, the value of the electronic component of the total conductivity of the solidified electrolytes of different compositions was determined. It was found that the highest electronic conductivity is exhibited by electrolytes containing both aluminium and calcium fluoride. However, the electronic component of the total conductivity is not high, as it only reaches 0.1–2.3 mS/cm. Its share in the total conductivity of the solid multi-component electrolytes varies and, depending on their composition, is within a range of 1–10%.

PL

Stałe elektrolity na bazie kriolitu sodowego są obecne w elektrolizerach do produkcji aluminium jako wykrystalizowane na bocznych ścianach wyłożeniach węglowego garnisaże. Ich głównym zadaniem jest ochrona węglowego wyłożenia przed działaniem ciekłego elektrolitu i stabilizacja temperatury procesu elektrolizy. Z drugiej strony mogą być przyczyną spadku wydajności prądowej, gdyż przewodzą prąd elektryczny. W pracy wyznaczono wielkość składowej elektronowej całkowitego przewodnictwa zakrzepłych elektrolitów o różnym składzie. Stwierdzono, że najwyższe przewodnictwo elektronowe wykazują elektrolity zawierające jednocześnie fluorek glinu i wapnia. Składowa elektronowa całkowitego przewodnictwa nie jest jednak wysoka i osiąga wartości rzędu 0,1–2,3 mS/cm. Jej udział w całkowitym przewodnictwie stałych elektrolitów wieloskładnikowych waha się, w zależności od ich składów, od 1 do 10%.

15

Attempt to Apply Surface-Conductive PAN as a Precursor for aPAN Ionic Electroactive Polymer Gel Fabrication

Żyłka P., Koprowska J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 5 (119)

29--33

EN

Chemically activated polyacrylonitrile (aPAN) displays ionic electro-mechanically active polymer properties. Thin, gel-like fibre is a technically feasible form of aPAN, as it quickly shrinks or swells in response to a variation in electrolyte pH, soaking it in. A prerequisite for direct electrical stimulation of aPAN fibres through electrolysis–produced variations in pH is their electrical conductivity, commonly achieved by complex surface modification of already-formulated aPAN. The paper presents an alternative approach involving the exploitation of electro-conducting surface-modified PAN fibres as a precursor for fabrication of aPAN. The electrical conductivity of precursor PAN fibres was achieved by the chemical formation of a copper sulfide complex covering.

PL

Chemicznie aktywowany poliakrylonitryl (aPAN) wykazuje właściwości elektro-mechanicznie aktywnego polimeru jonowego. Cienkie, żelowe włókna są technicznie pożądaną formą aPAN, gdyż szybko kurczą się lub pęcznieją w odpowiedzi na zmianę pH elektrolitu, w którym są zanurzone. Warunkiem do prowadzenia bezpośredniej stymulacji elektrycznej włókien aPAN poprzez elektrochemicznie wywołane zmiany pH jest uzyskanie ich elektroprzewodnictwa, w klasycznym podejściu osiągane przez złożoną modyfikację powierzchni już po wytworzeniu aPAN. Artykuł przedstawia alternatywne podejście oparte na wykorzystaniu elektro-przewodzących, zmodyfikowanych powierzchniowo włókien PAN (poliakrylonitrylu) jako prekursora do wytwarzania aPAN. Przewodność elektryczną włókien prekursora osiągnięto chemiczne poprzez wytworzenie na ich powierzchni silnie związanych kompleksowo siarczków miedzi.

16

The influence of severe plastic deformation processes on electrical conductivity of commercially pure aluminium and 5483 aluminium alloy

Lipińska M., Bazarnik P., Lewandowska M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 4

717--723

EN

Commercially pure aluminium 1050 and aluminium alloy 5483 were processed by Severe Plastic Deformation processes, i.e. Equal Channel Angular Pressing and Hydrostatic Extrusion in various configurations. Electrical conductivity and Vicker's microhardness were measured for as-received and deformed materials. Microstructure was investigated using Focused Ion Beam Microscopy and Transmission Electron Microscopy for coarse grained and deformed materials, respectively. The Severe Plastic Deformation processes bring about a significant grain size reduction, which was accompanied by an increase in microhardness. The results have shown that the grain size reduction below 1 μm has a negligible impact on electrical properties in comparison to alloying elements, which considerably impair the electrical conductivity.

17

Parametry metrologiczne wzorca konduktometrycznego z czteroelektrodową komórką pomiarową

Mikhal A. A., Warsza Z. L., Gavrylkin V. G.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 9

1593-1597

PL

Opisano zasadę działania, budowę i parametry metrologiczne krajowego wzorca przewodności elektrycznej elektrolitów (EC) Ukrainy z czteroelektrodowym czujnikiem konduktometrycznym. Wyznaczono wzory dla konduktywności i dla składowych niepewności typu B spowodowanych nieusuwalnymi błędami systematycznymi. Zaproponowano i zastosowano strategie ich minimalizacji oraz oszacowano budżet tej niepewności. Podano parametry metrologiczne krajowego wzorca EC Ukrainy zweryfikowane w międzynarodowych porównaniach: Pilotowym i Kluczowym.

EN

Fundamentals of operation and a metrological model of the Ukrainian primary std. of electrolytic cond. were presented. The equations for calcn. of conductivity and errors used for estimation of the uncertainty budget were given. The strategies were verified by international pilot and key comparisons.

18

Synergiczny efekt poprawy przewodnictwa elektrycznego w hybrydowych nanokompozytach polimerowych z udziałem nanocząstek węglowych 1D i 2D

Paszkiewicz S., Rosłaniec Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

216--219

PL

W pracy stosowano hybrydowe układy nanocząstek węglowych przewodzących prąd elektryczny do otrzymania nanomateriałów polimerowych na bazie żywic epoksydowych, poli(eteroimidów), poliestrów kondensacyjnych (PET, PTT) oraz blokowych elastomerów termoplastycznych (PTT–blok–PTMO). Oceniono wpływ dodatku nanorurek węglowych (jednościennych i wielościennych), nanowłókien węglowych, odmian grafenów oraz mieszaniny nanocząstek na właściwości elektryczne oraz możliwość uzyskania tzw. synergicznego efektu poprawy przewodnictwa elektrycznego. Celem badań było otrzymanie hybrydowych nanokompozytów polimerowych zawierających nanocząstki różniące się kształtem (1D oraz 2D), które ze względu duży współczynnik kształtu oraz dużą powierzchnię właściwą wykazują silną tendencję do aglomeracji. Otrzymane w procesie syntezy chemicznej osnowy polimerowej (in situ) hybrydowe nanokompozyty polimerowe charakteryzowały się dużym stopniem jednorodności struktury oraz polepszonymi właściwościami fizycznymi (znacznie niższe progi perkolacji w stosunku do np. kompozytów na osnowie żywicy epoksydowej czy polieteroimidowej). Efektywność polimeryzacji kondensacyjnej in situ w otrzymaniu nanomateriałów hybrydowych została oceniona w zastosowaniu do nanokompozytów na bazie poliestrów termoplastycznych (PET, PTT) oraz elastomerów termoplastycznych (PTT–blok–PTMO). Ustalono warunki przygotowania dyspersji nanocząstek 1D oraz 2D w ciekłym substracie z wykorzystaniem drgań mieszadła ultradźwiękowego naprzemiennie z mieszadłem mechanicznym oraz prowadzenie syntezy zależnie od rodzaju osnowy polimerowej. Wykazano, że dodatek jednościennych nanorurek węglowych oraz nanopłytek grafenowych o stężeniu nie większym niż 0,6 % mas. do polimerów kondensacyjnych pozwala na otrzymanie lekkich, elektrycznie przewodzących materiałów kompozytowych o zwiększonej stabilności termicznej i polepszonych właściwościach mechanicznych. Dla nanokompozytów na bazie PTT–blok–PTMO zaobserwowano pozytywny efekt hybrydowy zarówno w przypadku poprawy właściwości mechanicznych, jak i przewodnictwa elektrycznego. Stwierdzono, że płytki grafenowe są dość równomiernie rozmieszczone w polimerze i wyraźnie połączone nanorurkami węglowymi. Połączenie to odgrywa zasadniczą rolę w tworzeniu ścieżek przewodzenia w hybrydowym nanokompozycie. Zaobserwowany synergiczny efekt hybrydowy jest wypadkową zjawisk zachodzących w polimerze w obecności nanocząstek węglowych oraz oddziaływań na granicy nanonapełniacz–nanonapełniacz oraz nanonapełniacz –polimer.

EN

The hybrid carbon conductive nanoparticles to obtain polymer nanomaterials based on epoxy resin, poly(etherimide) (PEI), condensing polyesters (PET, PTT) and thermoplastic elastomers (PTT–block–PTMO) have been used. The influence of the addition of carbon nanotubes (single- and multi-walled), carbon nanofibers, graphene derivatives, and mixtures of both, on the electrical conductivity properties as well as the possibility to obtain the so called synergic effect of the enhancement of electrical conductivity. The aim of the research was obtaining polymer hybrid nanocomposites containing nanoparticles differ in shape (1D and 2D), which due to the high aspect ratio and a specific high surface area show a strong tendency to agglomeration. Resulting in the process of chemical synthesis of the polymer matrix (in situ) polymer hybrid nanocomposites were characterized by a high degree of uniformity of the structure and improved physical properties (much lower percolation thresholds in relation to composites based for example on epoxy resin or poly(etherimide)). Efficiency of in situ polymerization in obtaining hybrid nanomaterials has been evaluated through synthesis of thermoplastic polyesters (PET and PTT) and with thermoplastic elastomers (PTT–block–PTMO). The conditions for preparing 1D and 2D nanoparticle dispersions in a liquid substrate has been established using ultrasonic vibration alternately with a mechanical stirrer and conducting the synthesis depending on the type of polymer matrix. It was also shown that the addition of single-walled carbon nanotubes and graphene nanoplatelets with a concentration of not higher than 0.6 wt % to the condensation polymers allows obtaining lightweight, electrically conductive composite materials with improved thermal stability and improved mechanical properties. Additionally, for nanocomposites based on PTT–block–PTMO the positive hybrid effect has been observed, for both, improvement in mechanical properties and electrical conductivity. It was observed that the graphene nanoplatelets are fairly evenly distributed throughout the polymer and specifically linked to carbon nanotubes. This connection plays an essential role in the creation of the conduction paths in the hybrid nanocomposite. The observed synergistic hybrid effect is the result of the phenomena occurring in the polymer in the presence of carbon nanoparticles and the effects on the verge of a filler–filler and filler–polymer.

19

Measurement of temperature-dependent viscosity and thermal conductivity of alumina and titania thermal oil nanofluids

Cieśliński J. T., Ronewicz K., Smoleń S.

Archives of Thermodynamics

|

2015

|

Vol. 36, no. 4

35--47

EN

In this study the results of simultaneous measurements of dynamic viscosity, thermal conductivity, electrical conductivity and pH of two nanofluids, i.e., thermal oil/Al2O3 and thermal oil/TiO2 are presented. Thermal oil is selected as a base liquid because of possible application in ORC systems as an intermediate heating agent. Nanoparticles were tested at the concentration of 0.1%, 1%, and 5% by weight within temperature range from 20°C to 60°C. Measurement devices were carefully calibrated by comparison obtained results for pure base liquid (thermal oil) with manufacturer’s data. The results obtained for tested nanofluids were compared with predictions made by use of existing models for liquid/solid particles mixtures.

20

Electrical Properties Of Indium And Yttrium-Doped Barium Cerate-Based Compounds For Use As Ceramic Fuel Cell Electrolytes

Gaweł R., Przybylski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

989--992

EN

The aim of this work is to compare the electrical properties of BaCe0.85Y0.15O3−δ (BCY15), BaCe0.70In0.30O3−δ (BCI30) and a composite material consisting of 30%vol. BCY15 and 70%vol. Ce0.85Y0.15O2−δ (YDC15). BCY15 and YDC15 were synthesized by co-precipitation, whereas BCI30 was obtained using the solid-state reaction method. Pellets were initially formed from powders at 5 MPa, after which they were isostatically pressed at 250 MPa and sintered at 1500°C. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to determine the electrical properties of the samples in both air (pO2 = 0.021 MPa) and Ar-5%H2 atmospheres. In the temperature range 200-400°C in air atmosphere the highest conductivity values were determined for BCY15 (5,22·10−5 − 2.74·10−3 S/cm). On the other hand, the electrical conductivity values obtained for Y70B30 in both atmospheres between 200 and 550°C are in the order of magnitude of 10−7 − 10−3 S/cm. Consequently, it can be concluded that the compounds exhibit significant H+ and O2− electrical conductivity at temperatures above 500°C, which indicates the possibility for their potential use as ceramic fuel cell electrolytes.

PL

Celem niniejszej pracy jest porównanie właściwości elektrycznych związków BaCe0.85Y0.15O3−δ (BCY15), BaCe0.70In0.30O3−δ (BCI30) oraz materiału kompozytowego złożonego z mieszaniny 30%obj. BCY15 i 70%obj. Ce0.85Y0.15O2−δ (YDC15). Proszki BCY15 i YDC15 były syntezowane metodą współstrącania, natomiast proszek BCI30 otrzymano metodą reakcji w fazie stałej. Z proszków formowano wstępnie pastylki pod ciśnieniem 5 MPa, a następnie prasowano izostatycznie pod ciśnieniem 250 MPa i spiekano w temperaturze 1500°C. W celu określenia właściwości elektrycznych próbek posłużono się metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Badania wykonano w atmosferze powietrza (pO2 = 0.021 MPa) oraz w mieszaninie gazów Ar-5%H2. W zakresie temperatur 200-400°C w atmosferze powietrza najwyższe wartości przewodnictwa uzyskano w przypadku BCY15 (5,22·10−5 − 2.74·10−3 S/cm). Natomiast wartości przewodnictwa dla Y70B30 mierzone w obu atmosferach w zakresie 200-550°C są rzędu 10−7 − 10−3 S/cm. Z otrzymanych wyników badań wynika, że w/w związki posiadają znaczne przewodnictwo zarówno protonowe (H+) jak i jonowe (O2−) w temperaturach powyżej 500°C, co wskazuje na możliwość potencjalnego zastosowania tych materiałów jako elektrolity w ceramicznych ogniwach paliwowych.