Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

High-temperature corrosion resistance of steel-matrix composites

100%

Sulima I. , Homa M. , Malczewski P.

|

tom Vol. 41, no. 2

71--84

EN

The results of corrosion studies of composite materials obtained by two methods of powder metallurgy are presented in the article. The main goal of the studies was to determine the high-temperature corrosion resistance of steel-matrix composites reinforced with 8 vol.% TiB2. Thermogravimetric analyses were conducted at 1100°C in air during a 24 h cycle. The microstructure of the composite after thermogravimetric studies was observed with a scanning electron microscope.

PL

Praca prezentuje wyniki badań korozyjnych materiałów kompozytowych otrzymanych dwoma metodami metalurgii proszków (PM). Głównym celem pracy było określenie wysokotemperaturowej odporności korozyjnej kompozytów o osnowie stali austenitycznej umacnianych 8% obj. TiB2 . Przeprowadzono badania termograwimetryczne w temperaturze 1100°C w atmosferze powietrza w cyklu 24-godzinnym. Mikrostrukturę powierzchni kompozytów po badaniach termograwime- trycznych obserwowano przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej

2

Three-Dimensional Investigations of Finely Grained Materials

76%

Bobrowski P. , Faryna M. , Bigos A. , Homa M. , Sypień A. , Bieda M.

|

tom Vol. 59, iss. 4

1313--1319

EN

Development of new materials requires application of sophisticated techniques to characterize microstructure in a very detailed way. The combination of Electron Backscatter Diffraction (EBSD) and Energy Dispersive Spectrometry (EDS) with Focused Ion Beam (FIB) are excellent examples of such techniques. They are based on serial sectioning of chosen region in the investigated sample followed by data acquisition using the dual-beam scanning electron microscope equipped with both electron and ion columns. Three kinds of samples have been investigated: a) are anticorrosive Ni-Mo coating on ferritic steel; b) the oxidized Crofer22 APU ferritic stainless steel; c) the Al 6013 aluminum alloy after complex plastic deformation. The obtained results allowed to analyze crystalline morphology, distribution of precipitates as well as to reconstruct internal structure of grains and grains boundaries geometry.

PL

Rozwój nowoczesnych materiałów wymaga zastosowania coraz bardziej zaawansowanych metod takich jak techniki 3D-EBSD oraz 3D-EDXS, które polegaja na wykonywaniu serii przekrojów przez badany obszar próbki i akwizycji danych z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w źródło jonów. W prezentowanej pracy analizowano trzy rodzaje materiałów metalicznych: powłokę antykorozyjną na bazie niklu domieszkowanego molibdenem, wytworzona metodą elektroosadzania na podłożu stalowym; powłokę tlenkową wytworzoną na powierzchni ferrytycznej stali nierdzewnej o komercyjnej nazwie Crofer 22APU; stop aluminium Al6013 poddany odkształceniu plastycznemu z wykorzystaniem metody Ko-Bo. Na podstawie danych pomiarowych uzyskanych z próbki antykorozyjnej powłoki Ni-Mo wykonano rekonstrukcje jej mikrostruktury oraz przeprowadzono analizę tekstury. W przypadku próbki stali Crofer 22APU przeprowadzono rekonstrukcję geometrii granic międzyziarnowych w materiale podłoża oraz wykonano analizę rozkładu wybranych pierwiastków w warstwie tlenkowej wytworzonej na powierzchni stali. Dane eksperymentalne uzyskane z próbki stopu Al6013 umożliwiły przedstawienie trójwymiarowej mikrostruktury materiału oraz analizę rozmieszczenia wydzieleń i obszarów odkształconych plastycznie.

3

Termofizyczne właściwości kompozytów Cu-C otrzymanych metodą metalurgii proszków

76%

Homa M. , Gazda A. , Sobczak N. , Pietrzak K. , Frydman K. , Wójcik-Grzybek D.

|

tom Vol. 56, no. 3

205--220

PL

Wykonano badania materiałów kompozytowych typu Cu-C otrzymanych metodą metalurgii proszków domieszkowanych różnymi postaciami węgla (nanoproszek węgla, nanorurki węglowe oraz zredukowany tlenek grafenu). Na podstawie przeprowadzonych metodami skaningowej mikroskopii elektronowej badań strukturalnych oraz wykonanych badań właściwości termofizycznych (skaningowa kalorymetria różnicowa, dylatometria, analiza laserowa impulsowa) stwierdzono, że zastosowana procedura wytwarzania materiałów kompozytowych zapewnia zadawalające rozmieszczenie fazy węglowej w osnowie metalowej w skali makro i mezo. W skali mikro obserwowana jest porowatość oraz niejednorodność skutkująca obniżeniem przewodności cieplnej (TC < 400 W · m-1 · K-1), mimo zadawalających wyników względnej zmiany wymiarowej. Wprowadzenie zredukowanych płatków tlenku grafenu oraz węglowych nanorurek krótkich do matrycy Cu powoduje zmiany wymiarowe kompozytów w trakcie nagrzewania na skutek reakcji utleniania/redukcji osnowy Cu oraz utleniania fazy węglowej tlenem i wydzielania się produktów gazowych reakcji (CO2, CO, C, H2O i H2 oraz węglowodorów). Kompozyt zmienia swoje wymiary – pęcznieje, a na jego powierzchni obserwowane są wybrzuszenia.

EN

Studies of composite materials of the Cu-C type with additives of different forms of carbon (carbon nanopowder, carbon nanotubes and reduced graphene oxide) were performed by the powder metallurgy method. Based on the structural tests conducted by scanning electron microscopy methods and the examinations of the thermophysical properties (differential scanning calorimetry, dilatometry, laser flash analysis), it was stated that the applied procedure of fabricating composite materials ensures a satisfactory distribution of the carbon phase in the metal matrix in the macro- and meso-scale. In the micro-scale, we observe porosity and heterogeneity resulting in a lowered thermal conductivity (TC < 400 W · m-1 · K-1), despite the satisfactory results of the relative dimensional change. Introducing reduced graphene oxide flakes and short carbon nanotubes into the Cu matrix causes dimensional changes in the composites during heating as a result of oxidation/reduction of the Cu matrix, as well as oxidation of the carbon phase by oxygen and emission of gas products of the reaction (CO2, CO, C, H2O and H2 and hydrocarbons). The composite changes its dimensions: it expands, and bulges are observed on its surface.

4

Właściwości termofizyczne żeliwa przeznaczonego do produkcji tarcz hamulcowych

76%

Rudnik D. , Sobczak N. , Gazda A. , Homa M. , Siewiorek A. , Pietrzak K. , Makowska K.

|

tom T. 51, z. 3

23-35

PL

Praca przedstawia wyniki szczegółowych badań podstawowych właściwości termofizycznych tarcz hamulcowych wykonanych z żeliwa szarego. Próbki żeliwa badano przed i po procesie eksploatacji w układzie hamulcowym. Zmierzono współczynniki przewodnictwa temperaturowego w funkcji temperatury za pomocą jednego z najnowocześniejszych zestawów aparaturowych LFA 427 (Laser Flash Apparatus) firmy Netzsch. Wykorzystując różnicową kalorymetrię skaningową DSC i technikę dylatometryczną wyznaczono ciepło właściwe cp(T) i gęstość d(T), co pozwoliło na obliczenie współczynników przewodzenia ciepła λ(T) za pomocą oprogramowania Netzsch LFA Analysis. Badania właściwości termofizycznych pozwoliły na identyfikację przemian fazowych zachodzących wstanie stałym (przemiana eutektoidalna) i ciekłym (topnienie żeliwa, obecność eutektyki fosforowej). Porównanie właściwości termofizycznych dwóch próbek żeliwa oznaczonych ST i NT pozwoliło na stwierdzenie nieznacznego obniżenia parametrów termofizycznych stopu ST, wynikającego z procesu eksploatacji.

EN

This paper presents the results of measurements of thermophysical properties of automotive brake discs made from gray cast iron. The samples were tested before and after operation in the braking system. Thermal conductivity as a function of temperature was measured using one of the most advanced sets of apparatus LFA 427 (Laser Flash Apparatus) produced by Netzsch. Applying differential scanning calorimetry DSC and dilatometric technique the specific heat cp(T) and density d(T) were determined and used for the calculation of coefficients of thermal conductivity λ(T) using Netzsch LFA Analysis software. Investigations of thermophysical property allowed the identification of phase transformations occurring in solid state (eutectoidal reaction) and liquid (melting, the formation of phosphorus eutectic). Comparison of thermophysical properties for the two cast iron alloys (ST and NT) allowed to declare a slight reduction in thermophysical properties of ST, resulting from the exploitation process.

5

Mikrostruktura oraz właściwości elektryczne warstwy o strukturze spinelu na wybranych wysokochromowych stalach ferrytycznych

63%

Kruk A. , Stygar M. , Krauz M. , Homa M. , Adamczyk A. , Kucza W. , Rutkowski P. , Bobruk M. , Gil A. , Brylewski T.

|

tom T. 66, nr 3

235--244

PL

Ważnym aspektem technologicznym w produkcji generatorów prądotwórczych jest dobór odpowiednich materiałów konstrukcyjnych, bowiem od nich zależy wysoka sprawność energetyczna i niezawodność działania tych urządzeń. Interkonektor stanowi podstawowy element składowy ogniwa paliwowego, ponieważ doprowadza on poprzez system kanałów gazowe paliwo i utleniacz oraz odprowadza prąd elektryczny. W przypadku średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC do wytwarzania interkonektorów stosowane są wysokochromowe stale ferrytyczne, które w trakcie pracy ogniwa ulegają procesowi korozji, wykształcając ochronną zgorzelinę Cr2O3. Zgorzelina ta posiada dość znaczy opór elektryczny, a ponadto utlenia się do lotnych tlenków i tlenowodorotlenków chromu, które powodują „zatruwanie” pozostałych elementów ogniwa, obniżając tym samym jego sprawność. W celu przeciwdziałania tym niekorzystnym zjawiskom podjęto próbę zastosowania powłoki o składzie Y0,1Mn1,45Co1,45O4 jako ceramicznej warstwy ochronno-przewodzącej, nanoszonej metodą sitodruku bezpośrednio na powierzchnię stali ferrytycznej. W pracy przestawiono wyniki badań własności fizykochemicznych różnych stali ferrytycznych, czystych oraz z naniesioną powłoką spinelu manganowo-kobaltowego domieszkowanego itrem.

EN

An important technological aspect in production of generators is selection of appropriate structural materials which is a prerequisite for obtaining a high level of energy efficiency and reliability of these devices. The essential component of a fuel cell is an interconnect which supplies gaseous fuel and the oxidant through a system of channels, and also provides a medium for the generated electric current to travel through. In the case of intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC), ferritic stainless steel forms a core of the interconnect; the steel undergoes corrosion during the cell’s operation, forming a protective coating mainly composed of the Cr2O3 scale. However, the scale is characterized by a relatively high electrical resistance, and its formation furthermore entails the evolution of chromium oxides and oxyhydroxides that poison the remaining elements of the cell, reducing its overall efficiency. In order to prevent these processes from taking place, an attempt was made to apply a manganese cobalt-doped yttrium spinel as a protective-conducting ceramic layer on ferritic steel. The paper presents physicochemical properties of different species of pure ferritic steels and steels with the coating composed of the Y0.1Mn1.45Co1.45O4 spinel.

6

Wetting behavior of Si-13.5B alloy on polycrystalline h-BN-based substrates

63%

Polkowski W. , Sobczak N. , Nowak R. , Kudyba A. , Bruzda G. , Polkowska A. , Homa M. , Turalska P. , Shuleshova O. , Kaban I.

|

tom Vol. 57, no. 4

321--326

EN

In this work, for the first time the results of an experimental evaluation of the high temperature behavior of molten Si-B alloy in contact with refractory materials at temperatures up to 1750°C, under static argon atmosphere (p = 850– 900 mbar), is shown. The material investigated, having a nominal chemical composition of Si-13.5B (at. %), was fabricated by using the crucible-less electric arc-melting process assisted by the levitation drop method. The wettability of the molten alloy in contact with commercial hexagonal boron nitride (h-BN) substrates was evaluated by means of especially developed sessile drop technique combined with a contact heating procedure. It was found that both couples show a lack of wettability in the whole tested temperature range (the measured contact angle was θ > 130°). The more stable behavior in contact with molten Si-13.B alloy, evidenced by higher θ values and a lack of drop vibration during the high temperature exposition, was observed for the h-BN based composite substrate.