Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Azotowane materiały węglowe w elektrochemicznych systemach magazynowania energii

Moyseowicz Adam, Moyseowicz Agata

Wiadomości Chemiczne

|

2025

|

[Z] 79, 9-10

803--823

EN

The fast development of energy-related technologies including conversion and storage calls for strict requirements on electrode materials. In this field, carbon-based materials-whose special properties include high specific surface area, good electrical conductivity, chemical and thermal stability, and rather low cost - are quite important. One of the most successful techniques for tailoring their physicochemical characteristics and hence improving their electrochemical performance has become nitrogen doping of carbon structures. The relevance and effect of nitrogen doping in carbon materials on their properties in electrochemical energy storage systems, including supercapacitors and sodium-ion batteries, is discussed in this review article. It offers a thorough investigation of how nitrogen-containing functional groups affect power density, cycling stability, supercapacitor capacitance or battery capacity. Present are both conventional methods including the modification of activated carbon with nitrogen-containing compounds and modern techniques using naturally nitrogen-rich precursors. Emphasising their possibilities in the creation of next-generation energy storage devices, a dedicated part investigates nitrogen-doped graphene-based materials. The paper ends with a review of the present level of knowledge and points out important scientific challenges in the field of nitrogen-doped carbon materials, which are necessary to forward sustainable electrical energy storage technologies.

2

Synteza i zastosowanie modyfikowanych nanorurek TiO2

Górzyński Daniel, Nadolna Joanna, Kozak Magda, Mazierski Paweł

Wiadomości Chemiczne

|

2024

|

[Z] 78, 3-4

171--188

EN

Heterogeneous photocatalysis in the presence of semiconductor materials, especially TiO2, is increasingly studied due to its potential application in hydrogen generation, carbon dioxide conversion, and pollutant degradation. TiO2, known for its cost-effectiveness, stability, and safety, is particularly effective in its nanometric form, with nanotubes standing out for their structure that improves light absorption and charge carrier mobility. One approach to improve the properties of TiO2 for its application in photocatalytic processes involves its modification. Modifications of TiO2 nanotubes aim to reduce the rate of recombination of photogenerated charge carriers, increase photocatalytic activity in the UV range, extend its activity to the visible radiation range, and enhance reaction selectivity. Enhancing TiO2 photocatalytic efficiency involves modifications such as doping, creating heterojunctions, and introducing structural defects. The objective of this mini-review is to present selected methods of modifying TiO2 nanotubes obtained through anodic oxidation, leading to the enhancement of their photocatalytic properties.

3

Wpływ domieszkowania halogenkami metali alkalicznych na właściwości warstw perowskitowych w ogniwach słonecznych

Szwanda Agata, Starowicz Zbigniew, Janicki Jarosław, Fryczkowski Ryszard

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2023

|

Vol. 6 (26)

66--78

EN

Perovskite cells are a new generation of solar cells that have gained significant attention in the field of photovoltaics due to their unique properties and potential benefits. Perovskites are a class of materials that have a characteristic crystal structure known as the perovskite structure. The typical chemical formula of perovskite is ABX3, where 'A' and 'B' are cations that differ in size, and 'X' is an anion, most often halogen. Doping with alkali metals in perovskite materials has shown a significant improvement in the efficiency of the solar cell, which is confirmed by numerous scientific studies. The addition of ru-bidium bromide and other alkali metals, such as lithium, sodium and potassium, affects the microstructure, electronic and optical properties of perovskites, which is crucial for the efficiency and stability of solar cells. The paper presents research results on doping with alkali metals for inorganic perovskite cells based on CsPbBr3. The process of doping with alkali metals was carried out in various stages of creating a Perovskite cell. The work presents the influence of the dopant on the structure of the perovskite and the obtained cell, as well as its optical and electrical properties. The conducted research indicates a positive effect of the addition of rubidium bromide, both in the phase of creating the lead bromide layer and during the application of cesium bromide. The most promising is the admixture of 9% rubidium bromide in the cesium bromide layer. In this way, the applied dopant is located in the perovskite structure, changing its optical and electrical properties.

4

Effects of B addition on the microstructure and microhardness of melt-spun Al-7075 alloy

Kilicaslan Muhammed Fatih, Elburni Saad Ibrahim, Yilmaz Yasin, Akkaş Mehmet

Advances in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, nr 2(72)

5--18

EN

Main aim of this study is to examine change of microstructural and the mechanical properties of Al-7075 alloy depending on B content added with different proportions. Rapid solidification process used to produce the alloys was carried out with a single roll melt spinner via a wheel with a rotational speed of 25 m/s. For the microstructural characterization of the alloys, a scanning electron microscope and X-ray diffraction analyzes were used. According to obtained results, it can be said that B addition led to modification of dimensions and shapes of both α−Al and intermetallic phases occurred, it reduced average grain size from 0.45 μm to 0.34 μm in the microstructure. The B addition also led to dramatically increase in microhardness of the Al-7075 alloy. The microhardness of the alloy with 0.4 wt. % B is 0.19 GPa, this is clearly one times higher than that of the alloy without B addition. The microhardness of the alloy with 1 wt. % B is 0.21 GPa, this is also slightly higher than that of the alloy with 0.4 wt. % B.

5

Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne z polielektrolitem

Szindler M., Szindler M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 8

32--34

PL

W ramach pracy dokonano optymalizacji warunków osadzania cienkich warstw polimerowych oraz składu chemicznego nanoszonych roztworów. Zbadano możliwość zastąpienia ciekłego elektrolitu w barwnikowym ogniwie fotowoltaicznym cienką warstwą materiału polimerowego przewodzącego prąd elektryczny. Wytworzono i zbadano serię barwnikowych ogniw fotowoltaicznych o następującej budowie: ITO/TiO2/barwnik/warstwa aktywna/Al oraz standardowe ogniwa barwnikowe DSSC z ciekłym elektrolitem. Wykazano, że w barwnikowym ogniwie fotowoltaicznym ciekły elektrolit można zastąpić cienką warstwą materiału polimerowego z dodatkiem jodku potasu.

EN

The deposition conditions of polymer thin film and the solutions chemical composition were optimized. The possibility of replacing a liquid electrolyte in a photovoltaic cell with a thin film of an electrically conductive polymeric material was investigated. A series of solar photovoltaic cells with the following structure: ITO/TiO2/dye/active layer/Al and standard DSSC with liquid electrolyte was prepared and tested. It has been shown that in a DSSC the liquid electrolyte can be replaced by a thin film of a polymeric material dopped potassium iodide.

6

Właściwości ceramiki BiFeO3 domieszkowanej dysprozem

Dzik J., Pikula T., Wodecka-Duś B., Feliksik K., Szalbot D., Szpara S.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 1

29--35

PL

Przedmiotem niniejszej pracy było otrzymanie i zbadanie podstawowych właściwości ceramiki Bi1-xAxFeO3 (A = Dy, dla x = 0, 0,03, 0,05, 0,07 i 0,1). Materiały otrzymano metodą reakcji w fazie stałej ze stechiometrycznych mieszanin tlenku bizmutu Bi2O3, tlenku żelaza Fe2O3 i tlenku dysprozu Dy2O3, stosując metodę spiekania bezciśnieniowego w atmosferze powietrza. Przеprоwаdzоnо bаdаniа struktury krystаlicznеj, mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych otrzymanych materiałów.

EN

In the present research Bi1-xAxFeO3 (A = Dy, for x = 0, 0.03, 0.05, 0.07 and 0.1) ceramics was synthesized by the standard solid-state reaction method from the mixture of oxides. Ceramic powder obtained from the simple oxides Bi2O3, Fe2O3 and Dy2O3 using classical technology. The crystallographic structure, microstructure and magnetic properties of the obtained ceramic materials were studied.

7

Cytotoksyczność poliwęglanu napełnianego haloizytem, montmorylonitem i pochodną rodaminy B

Skubis A., Sikora B., Kubik K., Flak T., Mazurek U., Okła H., Swinarew A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 10

2136--2139

PL

Przedmiotem badań były nowoczesne materiały polimerowe domieszkowane haloizytem, montmorylonitem oraz pochodną rodaminy B. W celu oceny ich biokompatybilności oraz wskazania materiału mającego potencjalne możliwości zastosowania w medycynie regeneracyjnej przeprowadzono testy cytotoksyczności w warunkach in vitro.

EN

Com. polycarbonate was filled with halloysite, montmorillonite and a rhodamine B (0.3% by mass) and processed to plates used then for studying cytotoxicity by using 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetra-sodium bromide assay. The filled polycarbonate showed low cytotoxicity except for addn. of rhodamine B.

8

Właściwości dielektryczne materiałów ceramicznych otrzymanych na bazie TiO2

Bąk W., Dulian P., Garbarz-Glos B., Żukowski W., Kajtoch C.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

370--373

PL

Domieszkowane jonami donorowymi (Nb5+, V5+) i akceptorowymi (In3+) próbki TiO2 (rutyl) otrzymano konwencjonalną metodą reakcji w stanie stałym. Strukturę badanych próbek scharakteryzowano przy pomocy analizy XRD. Właściwości dielektryczne próbek zbadano w zakresie temperatur od -100 stopni C do 200 stopni C przy pomocy szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej w zakresie częstotliwości pola elektrycznego od 0,1 Hz do 10 MHz. Analiza zależności temperaturowych przenikalności dielektrycznej, przewodnictwa i modułu elektrycznego dostarczyła nowych informacji na temat właściwości fizycznych badanych materiałów ceramicznych.

EN

Doped with donor (Nb5+, V5+) and acceptor (In3+) ions TiO2 (rutile) was obtained by the conventional solid state reaction method. The structure of the investigated samples was characterised by X-ray diffraction (XRD). The dielectric properties of the samples at the temperature ranging from -100 C to 200 C was studied by means of the broadband dielectric spectroscopy method at the frequency ranging from 0,1 Hz to 10 MHz. An analysis of the temperature dependences of dielectric permittivity, electric modulus and conductivity provided new details about the physical properties of the ceramic samples.

9

Technologia i podstawowe właściwości wieloskładnikowej ceramiki na bazie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 syntezowanej metodą zol-żel

Bochenek D., Niemiec P., Osiński M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 2

90--96

PL

Celem pracy było otrzymanie wieloskładnikowej ceramiki typu PZT domieszkowanej chromem, tantalem i manganem, wykorzystując mokrą metodę chemiczną zol-żelową. Proces technologiczny otrzymywania ceramiki składał się z kilku etapów. W pierwszym etapie ceramiczny proszek o składzie Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 otrzymano w wyniku syntezy zol–żelowej, a następnie w drugim etapie do bazowego składu wprowadzono domieszki w postaci tlenków chromu (w ilości 0,15% wag.), tantalu (w ilości 0,03% wag.) oraz manganu (w ilościach 0,5% wag. lub 1,0% wag.). Syntezowanie poszczególnych składników przeprowadzono metodą reakcji w fazie stałej, natomiast spiekanie zsyntezowanego materiału przeprowadzono dwiema metodami zagęszczania: spiekaniem swobodnym (FS) i metodą jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP). Przeprowadzono badania mikrostrukturalne, rentgenowskie, homogeniczności składu (EDS) oraz podstawowych właściwości ferroelektrycznych i dielektrycznych. Badania wykazały, że wielopierwiastkowe modyfikowanie podstawowego składu Pb(Zr0,75Ti0,25)O3 domieszkami tlenków chromu, tantalu i manganu poprawia parametry użytkowe otrzymanych materiałów. Natomiast zastosowanie w procesie technologicznym metody jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP) pozwala uzyskać próbki o jednorodnej drobnoziarnistej mikrostrukturze z większymi wartościami maksymalnej przenikalności elektrycznej. Wieloskładnikowe materiały typu PZT o tego typu właściwościach mogą znaleźć zastosowania w mikroelektronice i mikromechatronice do budowy wysokoczęstotliwościowych przetworników piezoelektrycznych.

EN

The aim of this work was to obtain multicomponent PZT-type ceramics doped with chromium, tantalum and manganese oxides. A technological process of obtaining the ceramics consisted of several stages. In the first step, the Pb(Zr0.75Ti0.25)O3 ceramic powder was synthesized by a sol-gel method, and in the second one, an admixture of chromium (0.15 wt.%), tantalum (0.03 wt.%) and manganese (0.5 wt.% or 1.0 wt.%) oxides was introduced to the base composition. The synthesis of individual components was performed by a solid phase reaction, and the sintering process was carried out by two methods: free sintering (FS) and hot uniaxial pressing (HUP). Microstructural studies, X-ray diffraction phase analysis, studies of the material homogeneity (EDS), and the basic ferroelectric and dielectric properties were carried out. The studies have shown that the multi-elemental modification of the basic composition of Pb(Zr0.75Ti0.25)O3 by the admixtures of chromium, tantalum and manganese oxides improve the performance of the obtained ceramics. The application of the hot uniaxial pressing method (HUP) in the technological process allows obtaining a sample with the homogeneous fine-grained microstructure and higher values of the maximum dielectric permittivity. The multicomponent PZT-based materials with that type of properties can be used in microelectronics and micromechatronics to build high-frequency piezoelectric transducers.

10

Półprzewodnikowe właściwości ceramiki (Ba0,6Pb0,4) TiO3 domieszkowanej szkłem specjalnym

Wodecka-Duś B., Dzik J., Kozielski L., Adamczyk-Habrajska M.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 4

364--369

PL

Półprzewodnikowa ceramika ferroelektryczna, charakteryzująca się wysoką wartością dodatniego współczynnika temperaturowego rezystancji PTCR, znajduje coraz większe zastosowanie we współczesnej technice. Materiały pozystorowe stanowią sporą grupę tworzyw ceramicznych, których właściwości elektryczne są uwarunkowane przez obecność barier potencjału na granicach ziarn. Klasycznym przykładem tego typu materiałów są związki bazujące na ceramice ferroelektrycznej tytanianu baru (BaTiO3) i tytanianu ołowiu (PbTiO3). Czyste związki BaTiO3 oraz PbTiO3 ze względu na dalekie od optymalnych parametry elektryczne nie odgrywają większej roli w technice. Interesujące właściwości posiada natomiast ich roztwór stały, który można zapisać za pomocą ogólnego wzoru (Ba1-xPbx)TiO3. Celem pracy było otrzymanie właściwości półprzewodnikowych, a następnie pozystorowych w tytanianie baru, poprzez wprowadzenie w jego sieć krystaliczną jonów ołowiu, tworząc roztwór stały (Ba1-xPbx)TiO3 dla koncentracji ołowiu x = 0,4, a następnie domieszkowanie otrzymanej ceramiki tlenkowym szkłem specjalnym z układu PbO-B2O3-Al2O3-WO3 w ilości 1,5%, 4%, 6% i 8% wag. Badania charakterystyk prądowo-napięciowych otrzymanej ceramiki jednoznacznie potwierdziły zachowanie typowe dla półprzewodników samoistnych o dużej koncentracji nośników generowanych termicznie w objętości próbki w obszarze fazy ferroelektrycznej oraz istnienie powierzchniowych stanów akceptorowych generowanych napięciem większym niż U = 20 V w fazie paraelektrycznej. Odnotowany został również znaczący wpływ wyżej wymienionych stanów na prąd przewodnictwa. Warto również nadmienić, że niewielkie ilości kationów W6+, wprowadzonych w postaci tlenkowego szkła specjalnego, powodują przejście (Ba0,6Pb0,4)TiO3 wykazującego przewodnictwo dziurowe typu p do przewodnictwa elektronowego typu n, czyli w stan półprzewodnikowy, a w zakresie T > TC w stan pozystorowy.

EN

The demand for semiconductive ferroelectric ceramics, that is characterized by high values of positive temperature coefficient of resistivity (PTCR), in modern technology is constantly increasing. Posistor materials create a large group of ceramic materials which electrical properties are conditioned by the presence of the potential barriers at grain boundaries. A classic example of this kind of materials are those based on ferroelectric barium titanate (BaTiO3) and lead titanate (PbTiO3) ceramics that in a pure form have no large significance in technology due to their suboptimal electric parameters. However, the solid solution of BaTiO3 and PbTiO3, represented by the formula (Ba1-xPbx)TiO3, have remarkable electrical properties. The main scope of the study was to obtain semiconductive and afterwards posistor properties in barium titanate by introducing lead ions into its crystal lattice, creating the (Ba0.6Pb0.4)TiO3 solid solution, and then by doping the ceramics with special oxide glass from the PbO-B2O3-Al2O3-WO3 system in amounts of 1.5%, 4%, 6% and 8% by weight. The investigation of current-voltage characteristics of the resultant ceramics have undoubtedly demonstrated the behaviour which was typical for spontaneous semiconductors with high density of carriers generated thermally in the sample volume in the ferroelectric phase area, and the existence of surface acceptor states generated with a voltage greater than U = 20 V in the paraelectric phase. The significant influence of the aforementioned states on conductivity has also been noted. It is also worth mentioning that small amounts of W6 + cations introduced in the form of special oxide glass cause the transition of (Ba0.6Pb0.4)TiO3 from the state of p-type conductivity to the semiconductor state with n-type one, and in a range of T > TC to the posistor state.

11

Synthesis and properties of doped ZnO ceramics

Poddenezhny E. N., Drobishevskaya N. E., Mazanik A. V., Korolik O. V., Fedotov A. S., Fedotov A. K., Svito I. A., Koltunowicz T. N.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 11

232--235

EN

In our work, we studied zinc oxide ceramic samples doped with aluminum and gallium. Structure peculiarities of ceramics depending on their synthesis regime were investigated by the SEM, EDX, XRD, and Raman spectroscopy methods. It was demonstrated that at some technological conditions the formation of indesirable phases of zinc aluminate or gallate may occur preventing an uniform material doping and reducing quality of samples. Single-phase ZnO ceramics were produced when the nanostructured alumina powders were used as a dopant source. The correlations between the synthesis regimes of ZnO ceramics and their electrophysical parameters essential for thermoelectric figure-of-merit (electrical conductivity and Seebeck coefficient) have been established. The best electrophysical characteristics were obtained when the nanostructured alumina produced by combustion in isopropyl alcohol was used as a dopant. Conductivity and Seebeck coefficient of such ceramics are equal to 3·103 S/m and -0.27 mV/K, respectively, corresponding to the power factor of 2.2·10-4 W/(m·K2).In our work, we studied zinc oxide ceramic samples doped with aluminum and gallium. Structure peculiarities of ceramics depending on their synthesis regime were investigated by the SEM, EDX, XRD, and Raman spectroscopy methods. It was demonstrated that at some technological conditions the formation of indesirable phases of zinc aluminate or gallate may occur preventing an uniform material doping and reducing quality of samples. Single-phase ZnO ceramics were produced when the nanostructured alumina powders were used as a dopant source. The correlations between the synthesis regimes of ZnO ceramics and their electrophysical parameters essential for thermoelectric figure-of-merit (electrical conductivity and Seebeck coefficient) have been established. The best electrophysical characteristics were obtained when the nanostructured alumina produced by combustion in isopropyl alcohol was used as a dopant. Conductivity and Seebeck coefficient of such ceramics are equal to 3·103 S/m and -0.27 mV/K, respectively, corresponding to the power factor of 2.2·10-4 W/(m·K2).

PL

W naszej pracy zbadaliśmy próbki ceramiki tlenku cynku domieszkowanej aluminium oraz galem. Specyfikę struktury ceramiki zależącą od warunków syntezy zbadano metodami SEM, EDX, XRD oraz spektroskopią Ramana. Zaprezentowano, że dla niektórych warunków technologicznych tworzą się niepożądane fazy glinianu cynku lub galusanu zapobiegając jednolitemu domieszkowaniu materiału oraz zmniejszając jakość próbek. Jednofazowa ceramika ZnO została uzyskana w czasie, gdy nanostrukturalny proszek tlenku aluminium był używany jako źródło domieszki. Określono powiązania pomiędzy warunkami otrzymywania ceramiki ZnO oraz jej elektro-fizycznymi parametrami niezbędnymi do termoelektrycznego współczynnika jakości (przewodnictwo elektryczne oraz współczynnik Seebeck`a). Najlepsze elektrofizyczne charakterystyki otrzymano, gdy używano jako domieszkę nanostrukturalny tlenek aluminium produkowany poprzez spalanie w alkoholu izopropylowym. Przewodność oraz współczynnik Seebeck`a tego typu ceramik wynosi odpowiednio 3·103 S/m oraz -0.27 mV/K, co odpowiada współczynnikowi mocy równemu 2.2·10-4 W/(m·K2).

12

Studies of thermal stability of a-C:H:Si coatings produced by radio-frequency plasma assisted chemical vapour deposition (RF-PACVD) method

Batory D., Jędrzejczak A., Sobczyk-Guzenda A., Szymański W., Niedzielski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 4

178--183

EN

In this work the thermal stability of silicon-doped diamond-like carbon (DLC) films was investigated. The studied coatings were produced by radio-frequency plasma assisted chemical vapour deposition (RF-PACVD) method with use of tetramethylsilane (TMS) as a silicon precursor. As-deposited Si-DLC coatings with three different silicon concentrations were annealed at 400°C, 500°C, and 600°C for 1 hour in air atmosphere. For comparison DLC coatings were also examined. It has been shown that the level of disorder of Si-DLC increases with the increase of silicon concentration. Silicon admixture improves the thermal stability of Si-DLC coatings by slowing down and delaying the graphitization processes compared to the undoped DLC films. Furthermore, an increase in hardness of the Si-DLC coatings annealed at the temperature of 400°C has been observed. The DLC and Si-DLC coatings with the lowest Si concentration annealed at 500°C, and all of the coatings annealed at 600°C have been completely degraded. The coatings with the highest concentration of silicon that have stood the annealing process at 500°C have demonstrated a high degree of graphitization and degradation, manifesting itself in the lowest mechanical properties and a significant reduction in their thickness.

PL

Diamentopodobne warstwy węglowe (DLC) charakteryzują się szeregiem unikatowych właściwości, do których można zaliczyć m.in. wysoką biokompatybilność, dużą twardość, mały współczynnik tarcia oraz odporność na korozję. Dlatego powłoki DLC są powszechnie stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym, a także medycznym. Pomimo wielu korzystnych właściwości wykazują one niską stabilność termiczną, co ogranicza ich zastosowanie. Jednym z możliwych rozwiązań powodujących zwiększenie temperatury pracy powłok węglowych jest włączenie do ich struktury atomów domieszki. Celem pracy było zbadanie stabilności termicznej powłok (DLC) domieszkowanych krzemem. Powłoki wytworzono metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą częstotliwości radiowej (RF PACVD). Jako prekursor krzemu zastosowano tetrametylosilan (TMS). Powłoki Si-DLC o różnej zawartości Si były wygrzewane w trzech różnych temperaturach w atmosferze powietrza. Dla celów porównawczych stabilność temperaturową badano również dla niedomieszkowanych powłok DLC.

13

Wyznaczanie rezystancji powierzchniowej warstwy emiterowej ogniwa słonecznego z wykorzystaniem efektywnych wartości współczynnika dyfuzji niezależnego od koncentracji domieszki

Filipowski W., Filipowska A, Waczyński K., Wróbel E., Izydorczyk W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

26-28

PL

W niniejszym artykule poddano weryfikacji wyznaczone przez autorów efektywne wartości współczynnika dyfuzji fosforu w krzemie. W ramach przeprowadzonych badań, w różnych temperaturach procesu domieszkowania dyfuzyjnego, wytworzono warstwy emiterowe na podłożach krzemowych a następnie dokonano pomiarów rezystancji powierzchniowej. W kolejnym etapie wyniki pomiarów porównano z wartościami obliczonymi z wykorzystaniem efektywnych wartości współczynnika dyfuzji.

EN

In this paper was verified effective diffusion coefficient of phosphorus in silicon. As part of the research have been produced emitter layers on silicon wafers and then sheet resistance were measured. In a next step the measurement results are compared with the values calculated using the effective diffusion coefficient.

14

Biomateriały implantacyjne dotowane srebrem – próby wstępne. Cz.1 – Materiały gipsowe

Jaegermann Z., Michałowski S., Ciołek L., Wiśniewski Z.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2015

|

R. 8, nr 22

23--33

PL

Celem prac nad implantacyjnymi biomateriałami dotowanymi srebrem było opracowanie wstępnych założeń otrzymywania materiałów gipsowych i kalcytowych wykazujących działanie bakteriobójcze. Opis wyników prowadzonych prac podzielono na dwie części, które ukażą się w kolejnych numerach czasopisma. Istotą zadania opisanego w niniejszym artykule było dobranie sposobu dotowania materiałów gipsowych nanocząstkami srebra i przeprowadzenie badań skuteczności przeciwbakteryjnej otrzymanych materiałów. Do przygotowania materiałów gipsowych wykorzystano półwodny siarczan wapnia odmiany α oraz roztwory koloidalne srebra. Przygotowano pięć rodzajów próbek gipsowych i przeprowadzono badania ich właściwości fizycznych. Badania skuteczności przeciwbakteryjnej dla wybranych próbek przeprowadzono metodą rozcieńczeń z wykorzystaniem pałeczki ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa i gronkowca złocistego Staphylococcus aureus. Wyniki przeprowadzonych wstępnych badań wykazały, że zastosowana metoda otrzymywania materiałów gipsowych zawierających srebro daje szansę na uzyskanie materiałów wykazujących działanie przeciwbakteryjne w stosunku do użytych mikroorganizmów. Udowodniono również, że działanie przeciwbakteryjne badanych próbek zależy zarówno od ich składu chemicznego, jak i od rodzaju użytych bakterii.

EN

The aim of the work on implant biomaterials containing silver was to develop initial assumptions on the production of gypsum and calcite materials showing bactericidal effect. The description of results was divided into two parts, which will appear in consecutive issues of the magazine. The essence of the research described in this article consisted in choosing the method of adding of silver nanoparticles to gypsum material, as well as in testing antimicrobial efficacy of the materials obtained. Calcium sulfate hemihydrate and colloidal silver solutions were used for the preparation of gypsum implants. Five types of gypsum samples were prepared and their physical properties were tested. Antimicrobial activity studies of selected samples were performed by dilution method using Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. The results of preliminary studies have shown that the method of silver doping of gypsum materials is a way of obtaining implants with antibacterial activity, in the case of microorganisms used in the research. It was also shown that the antibacterial effect of test samples depended on both the chemical composition and the type of bacteria applied.

15

Właściwości elektryczne monokryształów krzemu wzbogaconych w azot

Kamiński P., Kwestarz M., Surma B.

Materiały Elektroniczne

|

2015

|

T. 43, nr 4

31--38

PL

W artykule omówiono właściwości elektryczne monokryształów krzemu domieszkowanych azotem. Opisano sposób wbudowywania się atomów azotu do sieci krystalicznej Si. Przedstawiono mechanizm wpływu atomów azotu na anihilację mikrodefektów typu voids związanych z agregatami luk. Dla wzbogaconego w azot monokryształu krzemu o wysokiej rezystywności otrzymanego metodą pionowego topienia strefowego (FZ – Floating Zone) pokazano radialny rozkład rezystywności oraz radialny rozkład koncentracji azotu. Stwierdzono możliwość wpływu kompleksów złożonych z atomów azotu i atomów tlenu (N - O) na właściwości elektryczne otrzymywanych metodą FZ monokryształów Si wzbogaconych w azot.

EN

This paper presents the electrical properties of silicon single crystals doped with nitrogen. The incorporation of nitrogen atoms into the Si lattice is described. The mechanism showing the effect of the nitrogen atoms on the annihilation of void type microdefects associated with vacancy aggregates is given. For a high resistivity, nitrogen-enriched silicon single crystal, obtained by the Floating Zone (FZ) method, the radial distributions of both resistivity and nitrogen concentration are shown. The possible effect of nitrogen-oxygen (N - O) complexes on the electrical properties of nitrogen-enriched FZ Si single crystals is discussed.

16

Badanie struktury, składu fazowego i chemicznego ceramiki Bi1-xNdxFeO3

Dzik J., Czekaj D.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

171--176

PL

W prezentowanej pracy przedstawione zostały wybrane zagadnienia dotyczące technologii wytwarzania i charakterystyki właściwości ceramiki Bi1−xNdxFeO3 (x = 0,6-1). Materiał ceramiczny otrzymano metodą reakcji w fazie stałej ze stechiometrycznej mieszaniny tlenku bizmutu Bi2O3, tlenku żelaza Fe2O3 i tlenku neodymu Nd2O3, stosując metodę spiekania bezciśnieniowego w atmosferze powietrza. Metoda syntezy w fazie stałej pozwoliła na wytworzenie jednorodnych pod względem składu chemicznego materiałów, które odznaczają się zachowaniem zadanej stechiometrii. Dla stechiometrycznej mieszaniny tlenków wyjściowych przeprowadzono analizę termiczną. Na podstawie analiz termograwimetrycznej ustalono temperaturę syntezy i spiekania. Mikrostrukturę wytworzonej ceramiki obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Domieszka Nd ma duży wpływ na rozmiar ziarna. Ze wzrostem ilości domieszki neodymu wielkość ziaren stopniowo zmniejsza się. Analizę składu chemicznego przeprowadzono metodą EDS, a strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Analiza RTG otrzymanej ceramiki pozwoliła stwierdzić, że strukturę wytworzonego materiału ceramicznego należy opisywać symetrią rombową (typową dla NdFeO3).

EN

In the present research Bi1−xNdxFeO3 (x = 0.6-1) ceramics were synthesized by the standard solid-state reaction method from a mixture of oxides, followed by free sintering at a temperature T = 1000 ºC. Ceramic powder was obtained from simple oxides Bi2O3, Fe2O3 and Nd2O3 using classical technology. A thermogravimetric analysis of the stoichiometric mixture of starting oxides was carried out, allowing the determination of synthesis and sintering temperatures. The influence of Nd-doping on the chemical composition and microstructure of Bi1−xNdxFeO3 ceramics was studied by scanning electron microscopy and energy dispersion spectroscopy. It has been found that an increase in Nd content (x) caused a decrease in the average size of ceramic grains. The crystal structure was determined by X-ray diffraction.

17

Analiza właściwości tribologicznych powłok a-C:H:SiOx wytwarzanych metodą RF PACVD

Batory D., Kaczorowski W., Kołodziejczyk Ł., Makówka M., Jędrzejczak A.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

473--478

PL

Domieszkowane SiOx powłoki węglowe zostały wytworzone metodą RF PACVD (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) z wykorzystaniem mieszaniny metanu (CH4 ) oraz heksametylodisiloksanu (HMDSO). Procesy syntezy prowadzono przy różnych proporcjach przepływu CH4/ HMDSO oraz w szerokim zakresie ujemnego potencjału autopolaryzacji elektrody rf. Jako substraty zastosowano utleniany stop tytanu Ti6Al7Nb. Badania współczynnika tarcia oraz odporności na zużycie przez tarcie przeprowadzono metodą kula–tarcza za pomocą tribotestera T-11 oraz przeciwpróbki wykonanej ze stali 100Cr6. Analizę śladów wytarcia prowadzono za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego oraz spektroskopii Ramana. Odporność na zużycie przez tarcie określano na podstawie zarejestrowanych profili wytarcia powłok oraz przeciwpróbek. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają zróżnicowany wpływ parametrów procesów syntezy na właściwości tribologiczne otrzymanych powłok. Zarejestrowano wyraźnie pozytywny wpływ domieszki SiOx na zmniejszenie współczynnika tarcia badanych powłok obserwowany już w zakresie poniżej 0,5% at. Si. Niemniej jednak dla niższych potencjałów autopolaryzacji powłoki o dużej zawartości krzemu i tlenu uległy zniszczeniu po kilku metrach drogi tarcia. Głównym mechanizmem zużycia powłok a-C:H:SiOx jest efekt trzeciego ciała. Wydaje się, że domieszkowanie powłok węglowych SiOx ogranicza zjawiska grafityzacji prowadzące do powstania warstwy przejściowej spełniającej rolę smaru stałego. Pomimo wyraźnie mniejszych oraz stabilnych wartości współczynników tarcia powłok a-C:H:SiOx przy większych zawartościach krzemu i tlenu nie zapewniają one wystarczającej ochrony przed zużyciem współpracujących elementów.

EN

SiOx incorporated carbon coatings were synthesized using RF PACVD (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) method with use of mixture of methane (CH4) and hexamethylodisiloxane (HMDSO). The processes of synthesis were conducted using different CH4/HMDSO flow ratios and wide range of the self-bias potential of the r.f. electrode. As the substrate oxidized Ti6Al7Nb titanium alloy was used. Friction coefficient and wear resistance analysis was performed using the T-11 tribometer in the ball–on–disc configuration and counterpart made of 100Cr6 steel. Wear track analysis was made using scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. The resistance against wear was determined basing on the registered wear profiles and scars on the surface of the coatings and the balls respectively. The results of the conducted examinations prove the varied impact of the process parameters on the tribological properties of the obtained coatings. A noticeably positive influence of SiOx incorporation on the decreasing value of the coefficient of friction was registered for as low concentration of silicon as 0.5 at. %. Nevertheless for low self-bias potentials coatings with high concentration of silicon and oxygen were damaged just after few meters of the sliding distance. The main wear mechanism of a-C:H:SiOx coatings is the third body effect. It seems that incorporation of SiOx into carbon coatings limits the graphitisation phenomena, which lead to formation of the transition layer acting as the solid lubricant. Despite significantly lower and stable coefficients of friction of a-C:H:SiOx coatings with higher concentrations of silicon and oxygen they do not provide sufficient protection against wear of the co-working elements.

18

Wpływ domieszkowania na właściwości węglika krzemu (SiC) : przegląd

Racka-Szmidt K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 12

67-83

PL

W pracy przedstawiono przegląd literatury dotyczący domieszkowania węglika krzemu (SiC) – materiału półprzewodnikowego perspektywicznego dla szeregu istotnych zastosowań w sensoryce, spintronice, optoelektronice oraz w przyrządach półprzewodnikowych dużej mocy, wielkiej częstotliwości i wysokich temperatur. Zaprezentowano podstawowe parametry domieszek oraz ich wpływ na właściwości elektryczne, magnetyczne i optyczne SiC. Na tle doniesień literaturowych pokazano własne wyniki badań właściwości optycznych domieszkowanych kryształów SiC otrzymanych metodą transportu fizycznego z fazy gazowej (PVT).

EN

The paper presents a review of the literature which concerns a doping of the silicon carbide (SiC) – a semiconductor material which is a prospective material for many of important applications in sensorics, spintronics, optoelectronics and for high-power, high-frequency and high-temperature semiconductor devices. Basic parameters of dopants and their influence on electrical, magnetic and optical properties of SiC have been presented. Own results of investigations of optical properties of doped SiC crystals, obtained by physical vapor transport method (PVT), have been shown on the background of the literature.

19

Modyfikacja poziomów HOMO-LUMO P3HT poprzez domieszkowanie związkami organicznymi

Wójcik K., Iwan A., Boharewicz B., Tazbir I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 9

16-19

PL

W pracy omówiono wpływ domieszkowania poli(3-heksylotiofenu) (P3HT) czterema związkami organicznymi o różnej kwasowości na spowolnienie degradacji P3HT. Wyznaczono dla P3HT i mieszanin potencjał jonizacji i powinowactwo elektronowe stosując woltamperometrię cykliczną i na ich podstawie określono poziomy energetyczne HOMO-LUMO oraz przerwę energetyczną (spektroskopia UV-vis) oraz parametry fotowoltaiczne dla skonstruowanych objętościowych, polimerowych ogniw słonecznych. Jako akceptor zastosowano ester metylowy kwasu [6,6]-fenylo-C61-masłowego (PCBM). Przeprowadzone badania wykazały zależność stopnia degradacji P3HT od pKa. Ponadto domieszkowanie P3HT nie wpłynęło na zmianę właściwości elektrochromowych polimeru, aczkolwiek większe stężenia mogą wpłynąć na zmianę barwy. Przeprowadzone badania fotowoltaiczne wykazały, iż możliwe jest zastosowanie domieszkowanego P3HT jako donora w warstwie aktywnej. Najwyższą wartość sprawności fotowoltaicznej określono na poziomie 0,34% dla P3HT domieszkowanego kwasem p-aminobenzoesowym.

EN

In this paper were presented influence of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) doping by four organic compounds with of varying acidity on the degradation of P3HT. Energy HOMO-LUMO levels, band gaps using electrochemical method and spectroscopy UV-vis and photovoltaic parameters of bulk heterojunction polymer solar cells were determined for P3HT and doped P3HT. The polymer solar cells were fabricated by spin coating the blend solution of the P3HT or doped P3HT as donor and [6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM) as acceptor. Our studies indicate pKa organic compounds dependence of the degree degradation P3HT. In addition, doping of P3HT did not change electrochromic properties of P3HT, although higher concentration of organic compound may affect color change. Photovoltaics studies have shown possibility to use doped P3HT as donor on active layer. The highest value of PCE equal 0.34 % were determined for the P3HT doped with p-aminobenzoic acid.

20

Synthesis Of Fe Doped LiMn2O4 Cathode Materials For Li Battery By Solid State Reaction

Horata N., Hashizume T., Saiki A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

949--951

EN

LiFe0.1Mn1.9O4 is expected as a cathode material for the rechargeable lithium-ion batteries. LiMn2O4 has been received attention because this has advantages such as low cost and low toxicity compared with other cathode materials of LiCoO2 and LiNiO2. However, LiMn2O4 has some problems such as small capacity and no long life. LiMn2O4 is phase transformation at around human life temperature. One of the methods to overcome this problem is to stabilize the spinel structure by substituting Mn site ion in LiMn2O4 with transition metals (Al, Mg, Ti, Ni, Fe, etc.). LiFe0.1Mn1.9O4 spinel was synthesized from Li2CO3, Fe2O3 and MnO22 powder. The purpose of this study is to report the optimal condition of Fe doped LiFe0.1Mn1.9O4. Li2CO3, Fe2O3, and MnO2 mixture powder was heated up to 1173 K by TG-DTA. Li2CO3 was thermal decomposed, and CO2 gas evolved, and formed Li2O at about 800 K. LiFe0.1Mn1.9O4 was synthesized from a consecutive reaction Li2O, Fe2O3 and MnO2 at 723 ~ 1023 K. Active energy is calculated to 178 kJmol−1 at 723 ~ 1023 K. The X-ray powder diffraction pattern of the LiFe0.1Mn1.9O4 heated mixture powder at 1023 K for 32 h in air flow was observed.

PL

LiFe0.1Mn1.9O4 jest obiecującym materiałem katodowym do zastosowania w bateriach litowo-jonowych z możliwością wielokrotnego ładowania. LiMn2O4 cieszy się dużym zainteresowaniem z powodu niskiego kosztu otrzymywania oraz niskiej toksyczności w porównaniu z innymi materiałami katodowymi typu LiCoO2 and LiNiO2 czy LiNiO2. Jednak LiMn2O4 posiada również wady: niską pojemność i krótką żywotność. Dodatkowo, przemiana fazowa LiMn2O4 zachodzi w temperaturze pokojowej. Jedną z metod rozwiązania tego problemu jest stabilizacja struktury spinelu poprzez podstawienie jonu Mn w sieci LiMn2O4 metalami przejściowymi (Al, Mg, Ti, Ni, Fe, itp.). Spinel LiFe0.1Mn1.9O4 syntezowano z proszków Li2CO3, Fe2O3 i MnO22. Celem badań było znalezienie optymalnych warunków syntezy spinelu LiFe0.1Mn1.9O4 domieszkowanego Fe. Mieszaninę proszków Li2CO3, Fe2O3 i MnO2 poddano analizie TG-DTA. W temperaturze 800 K Li2CO3 uległ rozkładowi termicznemu, w wyniku czego powstało CO2 i Li2O. LiFe0.1Mn1.9O4 zsyntezowano w wyniku reakcji następczej pomiędzy Li2O, Fe2O3 i MnO2 w temperaturze 723 ~ 1023 K. Energię aktywacji oszacowano na 178 kJmol−1 w zakresie temperatur 723 ~ 1023 K. Przeprowadzono także analizę XRD proszku LiFe0.1Mn1.9O4 wygrzewanego w 1023 K przez 32 godz. w warunkach przepływu powietrza.