Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Geology and genesis of vein-type corundum deposits in the Hafafit-Nugrus area, South Eastern Desert, Egypt

Mahmoud Soliman Abu Elatta A., Ali Hani H.

Geologos

|

2020

|

Vol. 26, No. 3

181--197

EN

Unusual deposits formed by corundum are described from two separate pegmatitic veins in the Hafafit-Nugrus area of the South Eastern Desert of Egypt. Other related minerals are described too. The vein-type of corundum at Locality 1 (Vein 1) crosscuts through exposed rocks of an ophiolitic mélange, whereas at Locality 2 (Vein 2), it crosscuts through exposed serpentinised ultramafic rocks. The main minerals in Vein 1 are plagioclase, corundum, grossular, phlogopite, muscovite and clinochlore, while almandine, xenotime-(Y), allanite-(Ce), zircon, Cr-rich spinel, apatite, titanite, fergusonite-(Y), meta-ankoleite, U-rich thorite (uranothorite), carbonate and illite are the accessories. In Vein 2, the main minerals are plagioclase, corundum, phlogopite and chlorite, while clinochlore, euxenite-(Y), Nb-rich rutile, almandine, xenotime-(Y), allanite-(Ce), zircon, spinel, apatite, titanite, kasolite, dickite, illite, carbonate, antigorite and talc are accessories. The two types of corundum veins differ in their concentrations of Th, U, Zr, Nb, Ta, REE, Y and Li in wholerock compositions. Field observations, mineralogy and chemical analyses of samples from the two veins of corundum deposits, as well as concentrations of chromophore elements in corundum crystals, suggest metasomatic origins. The present study suggests that the two types of corundum veins formed at different ages from different residual magmas that underwent in-situ hybridisation with the host rocks.

2

Właściwości pigmentów spinelowych poddanych działaniu czynników chemicznych i promieniowaniu UV

Makarewicz Edwin, Tworek Magdalena, Mroczyńska Karina, Shyychuk Iryna

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 12

1898--1904

PL

Przedstawiono badania pigmentów spinelowych poddanych działaniu środowiska kwasu siarkowego oraz zasady sodowej i naświetlaniu promieniowaniem UV. Do badań wykorzystano pigmenty niebieskie i zielone, oliwkowy, brązowy oraz czarny, składające się z atomów kobaltu, glinu, chromu, cynku i żelaza. Ich właściwości porównano do właściwości bieli tytanowej. Badano pigmenty oczyszczone i po obróbce w środowiskach chemicznych oraz naświetlaniu promieniowaniem UV. Metodą rentgenograficzną ustalono skład chemiczny pigmentów, a sposobem adsorpcyjnym wielkość ich powierzchni właściwej. Metodą spektroskopową w podczerwieni oraz termograwimetryczną badano zmiany w strukturze spowodowane przez środowiska chemiczne oraz promieniowanie UV. Stwierdzono istotny wpływ utworzonych ugrupowań hydroksylowych i siarczanowych oraz promieniowania UV na właściwości pigmentów.

EN

Seven com. Co, Al., Cr, Zn and Fe-contg. spinel pigments were purified by n-BuOH extn., treated in acidic or basic environment (H2SO4, NaOH) and UV-irradiated. The changes in elemental compn. of pigments and the size of their sp. surface area before and after chem. treatment and UV irradn. were detd. Formation of hydroxide and sulfate compds. on the surface of the pigments was confirmed by IR spectroscopy and thermogravimetric anal. Significant changes in pigment mass and thermal effects occurred after UV exposure.

3

Wstępne dane o spinelu właściwym (MgAl2O4) z kopalni granodiorytu Łażany II w masywie Strzegom–Sobótka

Łobos Krzysztof, Pawlik Tomasz, Klukowski Michał

Przegląd Geologiczny

|

2019

|

Vol. 67, nr 10

823--827

EN

The study conducted in the granodiorite quarry at Łażany (Strzegom–Sobótka granitoid massif, Sudetes, Poland) identified spinel crystals within a marble interlayer contained in hornfels. Spinel occurs in the form of perfect octahedrons of violet color. The crystals reach a size of up to 2 mm, but typically are much smaller. The hornfels zone with a calcsilicate rock and a marble inlayer is about a dozen meters thick and most probably comes from the metamorphic cover of the Strzegom batholith. Semi-quantitative analyses of spinel were performed. In addition, chondrodite-like or monticellite-like minerals and vesuvianite have been found together with the spinel.

4

Structural and thermal properties of Zn-containing magnesium aluminate spinels obtained by wet chemical method

Kaygili Omer, Bulut Niyazi, Ates Tankut, Ercan Ismail, Koytepe Suleyman, Seckin Turgay, Tatar Cengiz, Gunduz Bayram, Kebiroglu Hanifi

Materials Science Poland

|

2019

|

Vol. 37, No. 2

238--243

EN

In the present study, the dopant effect of Zn on the crystal structure, thermal properties and morphology of magnesium aluminate (MgAl₂O₄) spinel (MAS) structure was investigated. A pure and two Zn-containing MASs (e.g. MgAl_1.93Zn_0.07O and MgAl_1.86Zn_0.14O) were synthesized for this purpose via a wet chemical method, and the as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy techniques. It was found that the crystal structure, thermal properties and morphology of the MAS system change with the increase in the amount of Zn. MgO phase formation was observed. The values of the lattice parameter, unit cell volume and crystallite size increased, and the crystallinity percentage decreased. The morphology was also affected by adding of Zn.

5

Wady i zalety mieszania „na sucho” zestawu surowcowego niebieskozielonych spinelowych pigmentów ceramicznych z udziałem kobaltu

Dziubak C.

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 6

6--11

PL

Przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości spinelowych pigmentów niebieskich, niebieskozielonych i zielonych o składzie pierwiastkowym Zn-Co-Cr-Al, otrzymanych metodą ceramiczną poprzez mieszanie zestawu surowcowego „na sucho”. Wybór metody podyktowany jest dążeniem do obniżenia kosztów wytwarzania pigmentów celem uatrakcyjnienia ich oferty handlowej. Ponieważ cena surowców w zasadzie nie zależy od producenta pigmentów, zmniejszenia kosztów ich wytwarzania poszukuje się na innych etapach procesu wytwórczego. Jedną z możliwości jest zastąpienie energochłonnego procesu mieszania surowców „na mokro” mieszaniem „na sucho”. Po spełnieniu warunków odpowiedniej wilgotności, uziarnienia i czasu mieszania substratów metoda sprawdziła się w wielu technologiach wytwarzania pigmentów o zróżnicowanych składach surowcowych. W przypadku zestawów z udziałem tlenku kobaltu, który ma specyficzne właściwości fizyczne, warunki mieszania „na sucho” muszą być rozszerzone, co przedstawiono w zamieszczonych wynikach badań.

EN

The report presents the results for selected properties of blue, blue-green and green spinel pigments with the elemental composition Zn-Co-Cr-Al, produced by the ceramic method through dry batch mixing. The choice of the method was dictated by the efforts to reduce the costs of pigment manufacturing, in order to make them commercially more attractive. As the pigment manufacturer has practically no influence on the price of the raw materials, possible cost reductions have to be sought at other stages of the manufacturing process. One of the possibilities is to replace the energy-consuming process of wet mixing of raw materials with dry mixing. Provided that the specific requirements of moisture content, grain size and mixing time are met, the method proves effective in numerous manufacturing technologies of pigments with varied raw material composition. For batches with the addition of cobalt oxide, which displays peculiar physical properties, the requirements for dry mixing conditions must be broadened, as it has been presented in the enclosed study results.

6

Drobnoziarniste spoiwa hydrauliczne na bazie tlenku glinu i tlenku magnezu przeznaczone do betonów ogniotrwałych

Madej D., Tyrała K., Prorok R.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 4

325--332

PL

W pracy przedstawiono zależne od czasu zachowanie hydratacyjne mieszanin reaktywnych mikroproszków MgO i α-Al2O3 o stosunku molowym 2:1, 1:1 i 1:2 w związku z opracowaniem nowych hydraulicznych układów spoiw dla betonów ogniotrwałych złożonych ze spinelu in situ i korundu. Fazy Mg-Al-CO3 podobne do hydrotalkitu, które powstały w matrycach cementowych utwardzanych w odpowiednich warunkach przez 4 miesiące w temperaturze 50 °C, zostały poddane charakterystyce morfologicznej, chemicznej i strukturalnej za pomocą technik odpowiednio XRD, FT-IR i SEM. Rozkład termiczny produktów hydratacji matryc, zawierających magnez i glin o właściwościach wiążących, badano za pomocą połączonych technik DSC-TGA-EGA-MS. Główną różnicą pomiędzy uwodnionymi fazami utworzonymi w matrycach cementowych Mg-Al, otrzymanych przy różnych czasach utwardzania, jest stabilność termiczna wody międzywarstwowej i grup wodorotlenowych wewnątrz struktury minerałów warstwowego podwójnego wodorotlenku (LDH).

XX

This work investigates the time-dependent hydration behaviour of 2:1, 1:1 and 1:2 molar ratio mixtures of reactive MgO and α-Al2O3 micro-powders in relation to the development of new hydraulic binder systems for in situ spinel refractory corundum castables. Mg-Al-CO3 hydrotalcite-like phases, that formed in the cementitious matrices cured in the corresponding curing condition up to 4 months of age at a temperature of 50 °C, were subjected to morphological, chemical and structural characterization using XRD, FT-IR and SEM techniques, respectively. The thermal decomposition of the hydration products of Mg-Al cementitious matrices has been studied by simultaneous DSC-TGA-EGA-MS. The main difference between hydrated phases, that were formed in the Mg-Al cementitious matrices obtained at different curing times, is the thermal stability of interlayer water and hydroxyl groups within the structure of the layered double hydroxide (LDH) minerals.

7

Structural properties of Mn-substituted hercynite

Jastrzębska I., Bodnar W., Witte K., Burkel E., Stoch P., Szczerba J.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 2

95--100

EN

In this work spinel series with the general formula Fe1–xMnxAl2O4 (where x = 0, 0.3, 0.5 and 0.7) were synthesized and characterized with respect to their structure and microstructure. X-ray diffractometry (XRD) was used to identify the phase composition that revealed a single phase spinel material. Rietveld refinements of the XRD patterns were carried out in order to determine the lattice and oxygen positional parameters of the spinel compounds. Mössbauer effect measurements were performed at room temperature to determine the local chemical environment of the Fe ions, their valences, and degrees of spinels inversion. It was shown that an increase in the Mn content led to a decrease in the ratio of Fe2+ to Fe3+. The results obtained from Mössbauer spectroscopy (MS) were used to establish the chemical formulas of the synthesized spinels. Finally, the microstructure that was observed using scanning electron microscopy (SEM) showed a compact microstructure with an octahedral crystal habit.

8

Formation of Fe and Ni substituted LiMn2–XMXO4 nanopowders and their crystal and electronic structure and magnetic properties

Talik E., Lipińska L., Guzik A., Zajdel P., Michalska M., Szubka M., Kądziołka-Gaweł M., Paul R. L.

Materials Science Poland

|

2017

|

Vol. 35, No. 1

159--172

EN

The Pechini sol-gel method was applied to obtain LiMn2–xTxO4 (T = Ni, Fe; x = 0.1 to 0.5) nanopowders. Crystal and electronic structures, chemical composition and magnetic properties of the materials were characterized by X-ray diffraction, XPS, SEM/EDX microscopy, prompt gamma-ray activation analysis (PGAA), Mössbauer spectroscopy and magnetic susceptibility, respectively. XRD measurements showed that the LiMn2–xNixO4 were single phase for x = 0.1 and 0.2. Three samples with higher Ni content contained some addition of a second phase. Analysis of the oxidation state of the dopants by XPS revealed ionic Ni2+ and Fe3+. Mössbauer spectroscopy also confirmed 3+ oxidation state of iron and its location in octahedral sites, which excluded the inverse spinel configuration. XPS examinations showed that Mn3+ ions dominated in the iron substituted series whereas the Mn4+ was dominant in the nickel series.

9

The role and position of iron in 0.8CaZrO3-0.2CaFe2O4

Szczerba J., Śnieżek E., Stoch P., Prorok R., Jastrzębska I.

Nukleonika

|

2015

|

Vol. 60, No. 1

147--150

EN

The aim of the study was to characterize the 0.8CaZrO3-0.2CaFe2O4 composite structure with particular emphasis on the role and position of iron in the function of sintering temperature. The paper presents the results of 57Fe Mössbauer effect at room temperature. It was found that the increase of sintering temperature causes an increase in the amount of incorporated iron ions in the CaZrO3-crystal structure. Based on Mössbauer spectroscopy analysis, it was found that three different environments of Fe3+ ions were observed in the obtained materials. Two of them corresponded to CaFe2O4 phase and one was associated with the substitution of Zr4+ by Fe3+ in the CaZrO3 structure.

10

Crystal structure and Mössbauer study of FeAl2O4

Jastrzębska I., Szczerba J., Stoch P., Błachowski A., Ruebenbauer K., Prorok R., Śnieżek E.

Nukleonika

|

2015

|

Vol. 60, No. 1

47--49

EN

In this work the synthesis of hercynite from Fe2O3 and Al2O3 powders was carried out by arc-melting method under the protective argon atmosphere. The obtained material was characterized with the use of powder X-ray diffractometry (XRD) and Mössbauer spectroscopy (MS). A Mössbauer effect in hercynite obtained by the arc-melting method indicated the cations distribution in the spinel structure among the tetrahedral and octahedral interstices. The presence of Fe2+ ions was detected in both tetrahedral and octahedral sites while Fe3+ ions occupied only the octahedral interstices. The approximate formula of the obtained iron-aluminate spinel was as follows (Fe2+ 0.77Al3+0.23)(Fe3+0.07Fe2+0.05Al0.88)2O4.

11

Wpływ obecności jonów miedzi w strukturze spinelu Li4Ti5O12 na jego właściwości elektrochemiczne

Olszewska D., Drobniak A., Zając W., Świerczek K., Molenda J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

316--320

PL

Ogniwa litowe zostały opracowane w latach 70. XX wieku przez Whittinghama. Wtedy jako anodę stosowano lit metaliczny. Obecnie lit zastępowany jest najczęściej przez grafit. Chociaż anody węglowe są o wiele bardziej stabilne w porównaniu z metalicznym litem, to poszukiwane są alternatywne materiały, które mogą zastąpić grafit. Wśród nich jest LTO - spinel Li4Ti5O12. Właściwości elektrochemiczne LTO mogą być zmieniane przez domieszkowanie jonami metali przejściowych takich jak: Ni3+, Co3+, Fe3+, Mn3+, V5+. Głównym celem tej pracy jest badanie wpływu obecności jonów miedzi na strukturę i właściwości modyfikowanego spinelu. Domieszkowane materiały zostały przygotowane metodą stałotlenkową. Scharakteryzowano je pod względem składu fazowego, struktury krystalicznej oraz pojemności w cyklach ładowania/rozładowania. Badania wykazały, że stosując metodę wysokotemperaturowej reakcji w fazie stałej można uzyskać zróżnicowane pod względem zawartości faz Li4-xCuxTi5O12, TiO2 oraz Li2TiO3 materiały o strukturze spinelu. Niektóre z tych materiałów wykazały stabilną pojemność, jednak znacznie odbiegającą od pojemności teoretycznej, dla początkowych cykli ładowania i rozładowania. Jednak uzyskanie materiału tego typu o zbliżonej charakterystyce, ale pod znacznie większymi obciążeniami, wymaga jednak dalszej optymalizacji.

EN

Lithium cells have been developed in the 70's of the 20th century by Whittingham. At that time, a lithium metal anode was used. Currently, the lithium is replaced by graphite. Although the carbon anodes are much more stable when compared to metallic lithium, alternative materials are searched to replace graphite. Spinel lithium titanium, Li4Ti5O12 (LTO) is among them. Electrochemical LTO can be changed by doping with transition metal ions such as Ni3+, Co3+, Fe3+, Mn3+ and V5+. The main objective of this work is to study the impact of the presence of copper ions on the structure and properties of the modified spinel. Doped materials have been prepared by the solid oxides method. The materials were characterized in terms of phase composition, crystalline structure and capacity of charge/discharge cycles. Studies have shown that, using the method of high-temperature solid-phase reactions, spinel structured materials can be obtained that are diverse in terms of the phase content of Li4-xCuxTi5O12, TiO2 and Li2TiO3. Some of these materials have shown a stable capacity, but significantly different from the theoretical values, for the initial charging and discharging cycles at a relatively low speed. However, material of this type with similar characteristics but working under higher loads requires further study.

12

Tlenek niklu w technologii zasadowych materiałów ogniotrwałych - perspektywy wykorzystania

Podwórny J., Wojsa J., Gerle A.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

331--335

PL

W pracy zaprezentowane zostały wyniki badań pozwalające uznać NiO za perspektywiczny dodatek do materiałów magnezjowo-spinelowych. Badaniami objęto dodatki NiO, CoO, MnO i Mn2O3, wprowadzone do materiału spinelowego jako składniki roztworu stałego spinelu MgAl2O4. W badaniach skoncentrowano się na reaktywności spineli w reakcjach z tlenkami siarki SO2/SO3 w zakresie temperatury od 600 °C do 800 °C. Stwierdzono, że dodatek NiO wpłynął pozytywnie na ograniczenie reaktywności spinelu glinowego, nie powodując pogorszenia badanych własności materiałów magnezjowo-spinelowych z wyjątkiem odporności na wstrząs cieplny, która uległa zmniejszeniu w niewielkim stopniu. Przedstawione w pracy wyniki umożliwiły wskazanie potencjalnych obszarów ich wykorzystania w technologii materiałów ogniotrwałych. Zwrócono uwagę na możliwość zaprojektowania zasadowego materiału ogniotrwałego, zawierającego w fazie spinelowej NiO, do zastosowań w wyłożeniach ogniotrwałych konwertorów miedziowych oraz pieców obrotowych przemysłu cementowego, w których spala się paliwa alternatywne. Mógłby on również zastąpić wyroby magnezjowe w regeneratorach pieców szklarskich narażonych na negatywne oddziaływanie zarówno tlenków siarki, jak i wstrząsów cieplnych. Wyroby magnezjowo-spinelowe wykazują większą odporność na obydwa wymienione, negatywnie oddziałujące czynniki niszczące.

EN

The paper presents investigations performed for confirming that NiO can be a perspective addition for magnesia-spinel materials. The investigations included the NiO, CoO, MnO and Mn2O3 addition incorporated into spinel material as the solid solution components. The spinel reactivity examination was focused on the reaction with sulphur oxides, SO2/SO3, at temperatures ranging from 600 °C to 800 °C. It has been stated that the NiO addition positively influenced chemical reactivity of spinel without degradation of other investigated properties. The only observed disadvantage was a slight decrease in thermal shock resistance. The data collected in the paper show areas of potential utilisation of the NiO-modified spinel in refractory materials technology. New refractory materials made from spinel added with NiO can be perspective for copper converter linings or rotary kilns in cement industry which utilises alternative fuels. This material could also replace magnesia materials in regenerators of glass furnaces that are exposed on the negative action of both sulphur oxides and thermal shocks. The studied magnesia-spinel products have better resistance on both mentioned, destructive factors.

13

Influence of Hydration on Transport and Storage of Spinel-Based Refractory Raw Materials

Jastrzębska I., Szczerba J., Prorok R., Śnieżek E.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4372--4379, CD6

EN

This work concerns the hydration resistance of spinel MgAl2O4-based aggregates which comprise the common raw materials for the production of refractories. A sintered product along with the melted one were taken for the investigation. The starting materials were characterized in terms of their chemical and phase composition by XRF and XRD methods, respectively. Subsequently, the samples were subjected to hydration test according to ASTM C 554-92. The after-hydration samples were analyzed by XRD and SEM/EDS methods. It was found that sintered spinel aggregates enriched in Mg2+ ions and containing free MgO are highly susceptible to water exposure.

PL

Praca dotyczy badania i oceny odporności na hydratację spiekanych i topionych kruszyw na bazie spinelu MgAl2O4, które stanowią grupę surowców szeroko stosowanych do produkcji formowanych i nieformowanych materiałów ogniotrwałych. Wyjściowe materiały zbadano pod względem ich składu fazowego (XRD) i chemicznego (XRF). Następnie przeprowadzono badanie hydratacji metodą autoklawizacji według normy ASTM C 554-92. Próbki po hydratacji poddano analizie składu fazowego (XRD) i mikrostruktury (SEM/EDS). Badania wykazały, iż kruszywa spinelowe wzbogacone w spinel o nadmiarze jonów Mg2+ i zawierające wolny MgO wykazują największą zdolność do hydratacji.

14

Petrological studies of Neoproterozoic serpentinized ultramafics of the Nubian Shield: spinel compositions as evidence of the tectonic evolution of Egyptian ophiolites

Azer M. K.

Acta Geologica Polonica

|

2014

|

Vol. 64, no. 1

113--127

EN

The mafic-ultramafic rocks of the Gabal El-Degheimi area, Central Eastern Desert of Egypt, are parts of an ophiolitic section. The ophiolitic rocks are dismembered and tectonically enclosed within, or thrust over, island arc assemblages. Serpentinites, altered slices of the upper mantle, represent a distinctive lithology of the dismembered ophiolites. Some portions of the serpentinized rocks contain fresh relicts of primary minerals such as chromian spinel and olivine. The abundance of bastite and mesh textures suggests harzburgite and dunite protoliths, respectively, for these serpentinites. Some fresh cores of chromian spinel are rimmed by ferritchromite and Cr-magnetite. The development of alteration rims around chromian spinel cores indicates their formation during prograde alteration and under oxidizing conditions during lower amphibolite facies metamorphism. Fresh chromian spinels are characterized by high contents of Cr2O3 (48.92–56.74 wt. %), Al2O3 (10.29–20.08wt. %), FeO (16.24–28.46 wt. %) and MgO (4.89–14.02 wt. %), and very low TiO2 contents (<0.16 wt. %). The analyzed fresh chromian spinels have high Cr# (0.62–0.79) characteristic of spinels in mantle peridotite that has undergone some degree of partial melting. The data presented here suggest that the mantle peridotites of the Gabal El-Degheimi area are similar to forearc peridotites of suprasubduction zone environments.

15

Preparing bulk transparent magnesium aluminium spinel – a few tricks of the trade

Witek A.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

386--392

EN

The most successful attempts for preparing transparent magnesium aluminium spinel ceramics have been conducted with using hot isostatic pressing (HIP). In this paper a list of tips and tricks useful for manufacturing bulk transparent HIPed spinel ceramics is presented. The step by step subroutine from starting material to the final product, for manufacturing transparent ceramic armours tiles and three dimensional elements is described. The green body preparation, pre-sintering parameters, HIP temperature/pressure history and discoloration parameters are released and explained in details. Master these four fundamentals, and one stands a good chance of getting MgAl2O4 ceramics with the real-inline transmission over 82% in the spectrum from visible to the mid infrared.

PL

Najwięcej udanych prób wytworzenia przezroczystej ceramiki spinelu magnezowo-glinowego przeprowadzono z użyciem techniki izostatycznego prasowania na gorąco (HIP). W artykule zaprezentowano listę zabiegów użytecznych przy wytwarzaniu masywnej, przezroczystej ceramiki spinelowej metodą izostatycznego prasowania na gorąco. Opisano krok po kroku postępowanie od wyjściowego materiału po produkt końcowy w przypadku wytwarzania przezroczystych, ceramicznych płytek pancerza oraz elementów trójwymiarowych. Ujawniono i objaśniono szczegółowo przygotowanie surowego wyrobu, parametry wstępnego spiekania, historię prasowania izostatycznego na gorąco w odniesieniu do temperatury i ciśnienia oraz parametry procesu odbarwiania. Mistrzowskie opanowanie tych podstaw stwarza dobrą szansę uzyskania ceramiki MgAl2O4 o realnej transmisji powyżej 82% w zakresie widma od widzialnego do podczerwieni.

16

Nowe materiały ogniotrwałe o minimalnej rozszerzalności cieplnej

Pięta A., Jonas S., Drygalska E., Lis J., Czyżewska A., Krupa G., Skalska M.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 3

317--322

PL

Skład fazowy badanych materiałów ogniotrwałych oparty jest na dwuglinianie wapnia CaAl4O7, którego temperatura topnienia wynosi ok. 1760 °C. Materiały te charakteryzują się wyjątkowo niską rozszerzalnością cieplną, a w związku z tym wysoką odpornością na wstrząsy cieplne. Z chemicznego punktu widzenia ich bezkrzemianowy skład zapewnia zwiększoną odporność obmurza ogniotrwałego na atak ciekłych żużli i agresywnych stopów. W pracy zamieszczono wyniki badań mikrostruktury i właściwości cieplnych kompozytów ogniotrwałych otrzymywanych na bazie dwuglinianu Ca, zawierających ziarnisty dodatek wysokoogniotrwałego związku w postaci spinelu glinowo-magnezjowego MgAl2O4 (MA). Dodatkowo sprawdzono wpływ dodatku metalicznego Al na skurczliwość wypalania. Przeprowadzono identyfikację faz pojawiających się w tych układach metodą XRD, oznaczono porowatość oraz współczynniki rozszerzalności cieplnej w funkcji temperatury. Porównano ich rozszerzalność cieplną z powszechnie stosowanymi w przemyśle materiałami ogniotrwałymi.

EN

Phase composition of refractory materials under consideration is based on calcium dialuminate CaAl4O7 of a melting point of about 1760 °C. The materials show deeply depressed reversible thermal expansion. The low thermal expansion of the refractories is a precondition for securing a good thermal shock resistance of any lining. From the chemical point of view, the common merit of the studied refractories is their non-silicate chemical composition, very important if the molten slag or flux attack is taken into account. Some microstructural and thermal features of refractory composites based on calcium dialuminate and contained granular fractions of high refractory MgAl2O4 (MA) were studied. The effect of addition of metallic Al on the after-contraction was verified additionally. Identification of phases appearing in these systems was performed by XRD. Porosity and thermal expansion coefficients as a function of temperature were determined. The relations between the microstructure of the materials received and their thermal expansion were analyzed.

17

Glycerol-assisted solution combustion synthesis of improved LiMn2O4

Liu G., Xin K., Zhang L., Wang B., He Y.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 3

386--390

EN

Spinel LiMn2O4 has been synthesized by a glycerol-assisted combustion synthesis method. The phase composition and morphologies of the compound were ascertained by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The electrochemical characterization was performed by using CR2032 coin-type cell. XRD analysis indicates that single phase spinel LiMn2O4 with good crystallinity has been obtained as a result of 5 h treatment at 600 A degrees C. SEM investigation indicates that the average particle size of the sample is 200 nm. The initial discharge specific capacity of the LiMn2O4 is 123 mAh/g at a current density of 30 mA/g. When the current density increased to 300 mA/g, the LiMn2O4 offered a discharge specific capacity of 86 mAh/g. Compared with the LiMn2O4 prepared by a conventional solution combustion synthesis method at the same temperature, the prepared LiMn2O4 possesses higher purity, better crystallinity and more uniformly dispersed particles. Moreover, the initial discharge specific capacity, rate capability and cycling performance of the prepared LiMn2O4 are significantly improved.

18

Wpływ fazy spinelowej na wybrane właściwości cieplne tworzywa szkło-krystalicznego z układu ZAS

Okupski T., Herman D., Walkowiak W., Nadolny K.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 1

71-77

PL

Badano wpływ rodzaju fazy krystalicznej na wybrane właściwości cieplne tworzyw szkło-krystalicznych z układu CaO-MgO-Al2O3-SiO2 i ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2 projektowanych pod kątem zastosowania jako spoiwa do wiązania ziaren ściernych w narzędzie. Wykazano zmianę dyfuzyjności termicznej i przewodnictwa cieplnego w zależności od składu chemicznego tworzyw. Maksymalną wartość dyfuzyjności termicznej d = 0,73 mm2/s i przewodnictwa cieplnego λ = 3,36 W/(mźK) uzyskano dla tworzywa szkło-krystalicznego z udziałem fazy spinelu cynkowego.

EN

Effects of crystalline phases on selected thermal properties of glass-ceramics from the CaO-MgO-Al2O3-SiO2 and ZnO--B2O3-Al2O3-SiO2 systems, designed for binding abrasive grains in an abrasive tool, were studied. Changes in thermal diffusivity and thermal conductivity depending on the chemical composition of materials were shown. The maximum values of the thermal diffusivity of d = 0,73 mm2/s and the thermal conductivity of λ = 3,36 W/(mźK) were obtained for glass-ceramic material containing the zinc spinel phase.

19

Utlenianie stali X10CrMoVNb9-1 podczas eksploatacji w wysokiej temperaturze

Gwoździk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

409--412

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących utleniania stali X10CrMoVNb9-1 (P91) od strony spalin długotrwale eksploatowanej w podwyższonej tem- peraturze (rys. 1, tab. 1). Na próbkach pobranych z rurociągu pary świeżej eksploatowanego długotrwale w podwyższonej temperaturze przeprowadzo- no obserwacje mikroskopowe na przekroju przy powierzchni zewnętrznej ścianki rury za pomocą mikroskopu świetlnego GX41 firmy Olympus (rys. 2, 3). Wykonano analizę składu chemicznego poszczególnych warstw tlen- kowych na mikroskopie elektronowym skaningowym (SEM) JSM-6610LV firmy JEOL współpracującym z mikroanalizatorem rentgenowskim typu EDS firmy Oxford (rys. 5, 6). Rentgenowską analizę fazową przeprowadzo- no na dyfraktometrze rentgenowskim Seiffert 3003T/T z lampą kobaltową o długości fali λ Co = 0,17902 nm (rys. 4). W identyfikacji faz wykorzystano program komputerowy i bazę danych krystalograficznych DHN PDS. Bada- nia przeprowadzono na powierzchni zewnętrznej rury, następnie powierzch- nię warstwy usuwano i ponownie wykonywano pomiary dyfrakcyjne w celu określenia składu fazowego poszczególnych warstw tlenkowych powstałych na badanej stali. Stwierdzono, że w wyniku długotrwałej eksploatacji stali X10CrMoVNb9-1 w temperaturze 535°C na powierzchni zewnętrznej (stro- na spalin) powstaje hematyt (Fe 2 O 3 ). Następnie poniżej hematytu pojawia się magnetyt (Fe 3 O 4 ). Dalej w głąb warstwy występuje strefa zawierająca spinele (Fe 3 O 4 + FeCr 2 O 4 ). Całkowity zanik refleksów pochodzących od he- matytu zaobserwowano na głębokości 60 μm. W przypadku Fe 3 O 4 i FeCr 2 O 4 największa intensywność występuje po spolerowaniu na głębokość od 36 do 84 μm. Stwierdzono również, że podczas długotrwałej eksploatacji ba- danej stali następuje degradacja warstwy tlenków przez powstawanie porów (zwłaszcza w warstwie magnetytu) i szczelin (w warstwie magnetytu i na granicy magnetyt-spinel).

EN

The paper contains results of studies into formation of oxide layers on X10CrMoVNb9-1 (P91) steel (from the exhaust gas) long-term operated at an elevated temperature (Fig. 1, Tab. 1). The microscopic examinations of the oxides layer were performed on a cross-section close to the outside surface of tube wall using an Olympus GX41 light microscope (Fig. 2, 3). The indi- vidual oxide layers was analyzed on a scanning electron microscope (SEM) JSM-6610LV by JEOL which cooperated with EDX microanalyzer by Ox- ford (Fig. 5, 6). X-ray (XRD) measurements were performed on a Seiffert 3003T/T X-ray spectrometer with a cobalt target tube ( λ Co = 0.17902 nm) (Fig. 4). In order to phase identification a computer program and DHN PDS crystallographic database were used. The studies were carried out on the outer surface of the tube, and then the layer surface was removed and the dif- fraction measurements were performed again to determine individual oxide layers. It has been found that a three-zone oxide layer is formed as a result of long-term operation of P91 steel at the temperature 535°C. Hematite (Fe 2 O 3 ) occurs on the outer surface of the tube. Then magnetite (Fe 3 O 4 ) appears be- low hematite. Going deeper into the layer there is a spinel (Fe 3 O 4 + FeCr 2 O 4 ). A total disappearance of intensity for Fe 2 O 3 is observed at the polishing depth of 60 µm. In the case of Fe 3 O 4 and FeCr 2 O 4 the strongest intensity occurs after polishing to a depth of 36 to 84 μm. In has been found that during a long-term operation of X10CrMoVNb9-1 steel the oxide layer is subject to degradation by the origination of pores (especially in the magnetite) and cracks (in magnetite and at the border magnetite-spinel).

20

Influence of inclusions modification on nozzle clogging

Lamut J., Falkus J., Jurjevec B., Knap M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

319-324

EN

During the secondary refining of high strength steel in a ladle furnace aluminum is used for the melt deoxidation. Aluminates inclusions are modified with a calcium silicon injection in a melt. On the basis of the binary diagram CaO-Al203 solid and liquid calcium aluminates with different composition and shape are formed after calcium treatment. During the calcium silicon injection manganese sulphide is also modified and CaS or (Ca, Mn)S is formed and wrapped around calcium aluminates. Because of rising of calcium bubbles during the calcium silicon injection a powerful melt stirring occurs. This enables inclusion coagulation and a reaction with a slag. Additionally, the MgOźAl203 spinels are formed. Clogging of a tundish nozzle may occur during continuous casting of steel billets. Scull which forms on the nozzle's inner wall consists of spinel, calcium aluminates with various composition and calcium manganese sulphide.

PL

W czasie rafinacji pozapiecowej stali o podwyższonej wytrzymałści, jako odtleniacz stosowane jest w piecu kadziowym aluminium. Wtrącenia w postaci tlenków glinu modyfikowane są w tym procesie poprzez wprowadzanie do kąpieli CaSi. Na podstawie analizy układu fazowego CaO-Al2O3 można przewidzieć tworzenie się zróżnicowanych kształtem wtrąceń o składzie stałych lub ciekłych glinianów wapnia. W czasie modyfikacji przemianom podlegają również siarczki manganu tworząc wtrącenia typu CaS oraz (Ca, Mn)S otaczające gliniany wapnia. Z uwagi na wzrost objętości tworzących się w czasie wprowadzania CaSi pęcherzy gazowego wapnia, w procesie zachodzi intensywne mieszanie kąpieli metalowej. Zjawisko to umożliwia koagulację wtrąceń niemetalicznych oraz ich rekcję z żużlem. Dodatkowo zachodzi rónież tworzenie spinelu typu MgOźAl2O3 W procesie ciągłego odlewania kęsów może zachodzić proces zarastania wylewów zanurzeniowych kadzi pośredniej. Narosty, które tworzą się na wewnętrznej ściance wylewu zanurzeniowego zawierają w składzie chemicznym spinel MgOźAl2O3, gliniany wapnia oraz (Ca, Mn)S.