Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

High temperature wettability and reactivity between molten Mg in contact with Ni substrate

Kudyba A., Sobczak N., Turalska P., Bruzda G., Makaya A., Pambaguian L.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2018

|

Vol. 58, no. 1

47--53

EN

The paper focuses on the experimental investigation of high temperature wetting behaviour of liquid pure Mg during a contact heating on Ni substrate by the sessile drop method. High temperature wettability test was performed by the classical sessile drop method at T = 700°C for t = 300 s, under flowing Ar 99.999% atmosphere, by using the equipment and testing procedures that have been developed by the Foundry Research Institute. In order to suppress effects of heating and cooling histories on wetting and spreading behaviours, Mg/Ni couple was introduced inside a metallic heater already preheated up to the test temperature, while after the wettability test, it was immediately removed to the cold part of the chamber. During the wettability test, images of the couple were recorded by high-resolution high-speed CCD camera. It was observed, that the wetting phenomenon (θ ≤ 90°) takes place immediately after melting of Mg sample. The Mg/Ni system shows a good wetting at T = 700°C after t = 300 s forming the final contact angle of 18°.

PL

Praca prezentuje wyniki badań wysokotemperaturowego oddziaływania ciekłego Mg w kontakcie z podłożem Ni podczas wspólnego nagrzewania badanej pary materiałów. Wysokotemperaturowe badania zwilżalności przeprowadzono klasyczna metodą kropli leżącej w temperaturze T = 700°C i czasie t = 300 s w gazie przepływowym Ar 99,999%. Do badań zastosowano aparaturę i procedury badawcze opracowane w Instytucie Odlewnictwa. W celu eliminacji wpływu historii nagrzewania i chłodzenia na zwilżalność i rozpływność, badany układ Mg/Ni wprowadzono do gorącej części komory badawczej nagrzanej do temperatury badań. Po badaniach zwilżalności badaną parę materiałów natychmiast wprowadzono do zimnej części komory badawczej. Podczas badań zwilżalności stosowano ciągłą rejestrację obrazu badanej pary materiałów za pomocą wysokorozdzielczej kamery cyfrowej CCD. Zaobserwowano, że zjawisko zwilżania (θ ≤ 90°) zachodzi natychmiast po stopieniu próbki czystego Mg. Układ Mg /Ni wykazuje bardzo dobrą zwilżalność w temperaturze T = 700° C po t = 300 s, a końcowa wartość kąta zwilżania wynosi 18°.

2

Wettability, reactivity and interfaces in the Gd/TiO2 system

Turalska P., Homa M., Nowak R., Bruzda G., Sobczak N., Kaban I., Mattern N., Eckert J.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 4

303--308

EN

High-temperature interaction of liquid Gd in contact with dense, polycrystalline TiO2 substrate, was investigated. Wettability and reactivity tests were carried out at two different temperatures (1362°C and 1412°C) in flowing gas (Ar, 850−900 hPa) using the sessile drop method and classical contact heating of the examined couple of materials. The procedure was combined with a drop pushing procedure. During high temperature studies, images of the Gd/TiO2 couple were continuously recorded by a high-resolution CCD camera. The results of wettability tests of liquid gadolinium on titanium dioxide substrate show that the Gd/TiO2 system is non-wettable at both test temperatures (in either case the final contact angle was 100°). The results of structure examinations on the cross-sectioned samples show the dissolution of the TiO2 substrate in liquid Gd and the presence of two sublayers at the drop/substrate interface: Gd2TiO5 (from the drop side) and Gd2Ti2O7 (from the substrate side).

3

Wetting transparency of graphene deposited on copper in contact with liquid tin

Sobczak N., Sobczak J. J., Kudyba A., Homa M., Bruzda G., Grobelny M., Kalisz M., Strobl K., Singhal R., Monville M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 3

3--11

EN

Wetting behavior of liquid Sn (99.99%) on graphenecoated Cu substrate was investigated by the sessile drop method using two testing procedures: 1) classical contact heating (CH) of a couple of materials; 2) capillary purification (CP) allowing non-contact heating accompanied with squeezing the Sn droplet through a hole in an alumina capillary. The tests were performed in vacuum (p < 1.80 × 10-6 mbar) at 360 °C for 300 s. The images of Sn/substrate couples were recorded by high-resolution high-speed CCD camera. The results of this study evidenced that graphene layer is transparent for liquid Sn and after 300 s interaction, it forms the contact angles (θ) similar to those on pure Cu substrates, both in CH (θ = 59°) and CP (θ = 32°) tests. However, with liquid Sn, apparently the same effect of graphene wetting transparency is more complicated than that with water and it is caused by different mechanism, most probably, accompanied with reconstruction of the graphene layer.

4

Napięcie powierzchniowe ciekłych stopów Cu-Fe

Siwiec G.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 12

848-850

PL

W artykule przedstawiono uzyskane metodą kropli leżącej w temperaturach 1473 K oraz 1673 K, wyniki pomiarów napięcia powierzchniowego ciekłych stopów miedzi z żelazem o zawartości 0,01 do 0,05 ułamka molowego Fe. Badania przeprowadzone zostały przy użyciu mikroskopu wysokotemperaturowego sprzężonego z kamerą oraz komputerem wyposażonym w program umożliwiający sterowanie parametrami pracy, rejestrację i analizę obrazu. Przy wyznaczaniu napięcia powierzchniowego wykorzystana została procedura obliczeniowa, polegająca na estymacji metodą najmniejszej sumy kwadratów, parametrów układu równań różniczkowych opisującego kształt leżącej kropli cieczy. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wzrost zawartości żelaza w stopach Cu-Fe prowadzi do podwyższenia wartości napięcia powierzchniowego. Wzrostowi temperatury badanych stopów, podobnie jak w przypadku czystych metali oraz zdecydowanej większości układów dwu- i wieloskładnikowych, towarzyszy spadek napięcia powierzchniowego.

EN

In the paper, the results of surface tension measurements at 1473 K and 1673 K with the use of the sessile drop method, concerning liquid copper-iron alloys with 0.01 to 0.05 Fe molar fractions, have been presented. The experiments were conducted using the measuring apparatus PR-37/1600 produced by the Industrial Electronics Institute in Warsaw. It consisted of a high-temperature pipe furnace allowing the observation of a sample placed inside a horizontal reaction chamber (called a high-temperature microscope) and a camera, both coupled with a computer equipped with a program for the device work parameter control as well as for recording and analyzing pictures. The program was used for measurements of appropriate geometric parameters of liquid alloy drops which were necessary for surface tension evaluation. In order to determine the surface tension, a computational procedure based on the least square estimation of the parameters of the differential equation system was used, describing the shape of a sessile drop of liquid using coordinates of points placed along a curve that forms the outer contour of the drop cross-section. The experiments showed that a higher Fe content in Cu-Fe alloys led to the increase in surface tension. A temperature rise of the investigated alloys, similarly to pure metals as well as a great majority of binary and multicomponent systems, is accompanied by the decrease in surface tension.

5

Influence of iron on the surface tension of copper

Oleksiak B., Siwiec G., Blacha A., Lipart J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2010

|

Vol. 44, nr 1

39-42

EN

Purpose: In the paper, the results of surface tension measurements at 1473 K and 1673 K with the use of sessile drop method, concerning liquid copper-iron alloys with 0.01 to 0.05 Fe molar fractions, are presented. The aim of the study was to determine the effects of iron and temperature on the surface tension of copper. Design/methodology/approach: The experiments were conducted with the use of sessile drop method at 1473 K and 1673 K, in an argon atmosphere. For the investigations, a measuring apparatus PR-37/1600, produced by the Industrial Electronics Institute in Warsaw, was used. It consisted of a high-temperature pipe furnace, allowing the observation of a sample placed inside a horizontal reaction chamber (called a high-temperature microscope), and a camera, both coupled with a computer equipped with a program for the device work parameter control as well as for recording and analyzing pictures. The program was used for measurements of appropriate geometric parameters of liquid alloy drops which were necessary for surface tension evaluation. In order to determine the surface tension, a computational procedure, based on the least square estimation of the parameters of the differential equation system, was used, describing the shape of a sessile drop of liquid using coordinates of points placed along a curve that forms the outer contour of the drop cross-section. Findings: The experiments showed that a higher Fe content in Cu-Fe alloys led to the increase in surface tension. A temperature rise of the investigated alloys, similarly for pure metals as well as a great majority of binary and multicomponent systems, is accompanied by the decrease in surface tension. Practical implications: Surface tension has a significant impact on obtaining, refining and casting of metals and alloys. Thus, the knowledge of this parameter may be useful for both a description of phenomena that occur during these processes and their improvement. Originality/value: The presented results may be the first literature data regarding surface tension of Cu-Fe alloys with 0.01 to 0.05 Fe molar fractions.

6

The Measurement of Wetting Angle by Applying an ADSA Model of Sessile Drop on Selected Textile Surfaces

Gocławski J., Urbaniak-Domagała W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 2 (67)

84--88

EN

This paper presents a method of liquid-solid contact (wetting) angle measurement for selected textile surfaces, assuming the angles to be less than 90°. The method uses a special apparatus for acquisition of sessile drop images. Specialised image processing methods involving edge filtering, image morphology and a prior knowledge of the drop boundary location are used to extract droplet edges and the bottom line of a solid textile surface. Then ADSA profile optimisation is applied to find the liquid contact angle with respect to the bottom line. The ADSA trajectory is fitted to the drop edge data using a trust – region, nonlinear optimisation algorithm, with a proposed definition of distance error measurement. The image processing and analysis methods mentioned above are implemented in a MATLAB 7.0 environment; the results of individual measurements are shown in MATLAB windows as well.

PL

W pracy przedstawiono metodę pomiaru kąta zwilżania na granicy ciecz - ciało stałe dla wybranych powierzchni tekstylnych, przy założeniu występowania kątów mniejszych niż 90°. Metoda ta wykorzystuje specjalistyczną aparaturę do akwizycji obrazów spoczywających kropli. W celu wyodrębnienia krawędzi kropli i linii podłoża tkaniny wykorzystano wybrane metody przetwarzania obrazu, takie jak filtracja krawędzi, procedury morfologiczne oraz informację a’priori o położeniu krawędzi kropli. W celu wyznaczenia kąta kontaktu cieczy z linią podłoża zoptymalizowano profil kropli dla modelu ADSA. Trajektorię ADSA dopasowano do danych krawędzi kropli przy wykorzystaniu nieliniowej optymalizacji „trust-region” i przyjęciu zaproponowanej miary błędu odległości od poszukiwanego minimum. Metody przetwarzania i analizy obrazu kropli zostały zaimplementowane w środowisku MATLAB 7.0; wyniki poszczególnych pomiarów są także zaprezentowane w „okienkach” MATLAB’a.

7

Apparent contact angles and time of the three phase contact formation by the bubble colliding with teflon surfaces of different roughness

Krasowska M., Terpilowski K., Chibowski E., Małysa K.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

293-306

EN

The paper presents results and analysis of influence of hydrophobic surface roughness on apparent contact angle values (equilibrium conditions) and time of the bubble attachment (dynamic conditions) to hydrophobic solid surfaces (Teflon) of different roughness. The surface roughness of Teflon plates was modified in a mechanical way using abrasive papers and/or diamond paste of different grid numbers. Measurements of contact angles were carried out by the sessile drop technique, while the time of three phase contact (TPC) formation and the bubble attachment were determined in a course of the bubble collisions with Teflon plates, using a high speed camera (1182 Hz). It was found that the surface roughness is an important parameter affecting both quantities determined. With increasing surface roughness the static contact angle was increasing, while the time needed for TPC formation and the bubble attachment was significantly shortened, from ca. 80 to 3 ms. Air entrapped inside surface scratches seems to be a reason of these effects. With increasing roughness a larger amount of air can be entrapped inside the scratches. This hypothesis is confirmed by measurements of the diameters of contact perimeter of the attached bubble, where it was found that the perimeter increases with the surface roughness.

PL

W pracy przedstawiono wyniki i analizę wpływu szorstkości powierzchni hydrofobowej na wielkości wstępujących kątów zwilżania (warunki równowagowe) oraz na czas potrzebny do przyczepienia bańki (warunki dynamiczne) do hydrofobowej powierzchni ciała stałego (teflon). Szorstkość powierzchni płytek teflonowych była modyfikowana mechanicznie przy użyciu papieru ściernego o różnym uziarnieniu oraz pasty diamentowej. Pomiary kątów zwilżania wykonano metodą “siedzącej” kropli (sessile drop) a czas powstawania kontaktu trójfazowego (TPC) i przyczepienia bańki był wyznaczany przy zastosowaniu szybkiej kamery (1182 Hz). Wykazano, że szorstkość powierzchni jest parametrem mającym olbrzymi wpływ na obie badane wielkości. Ze wzrostem szorstkości powierzchni wzrastały wartości kąta zwilżania, a czas potrzebny do utworzenia TPC i przyczepienia bańki ulegał znacznemu skróceniu, od ok. 80 ms do 3 ms. Ponieważ ze wzrostem szorstkości zwiększa się ilość powietrza ”uwięzionego” wewnątrz nierówności powierzchniowych dlatego wydaje się, że jest to czynnik decydujący o zmianach wielkości kąta zwilżania i wartości czasu potrzebnego do utworzenia TPC. Potwierdzeniem poprawności tej hipotezy są także przedstawione w pracy wyniki pomiarów średnic perymetru przyczepionej bańki. W pomiarach tych wykazano, że ze wzrostem szorstkości wzrasta średnica perymetru bańki przyczepionej do powierzchni teflonu.