Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Problematyka formowania i spiekania nanoproszków ceramicznych.

100%

Zych Ł. , Haberko K.

|

tom T. 24, nr 4

453-465

PL

Zwyczajowo przyjmuje się, iż nanoproszki zbudowane są z elementarnych cząstek (krystalitów) o rozmiarach mniejszych niż 20 nm. Ich wypalanie w temperaturach niższych niż stosowane w przypadku proszków "klasycznych", tj. zawierających cząstki o rząd większe, daje w wyniku polikryształy o bardzo małych rozmiarach ziaren. Spieki te charakteryzują się atrakcyjnymi właściwościami mechanicznymi. Chociaż opracowano liczne metody preparatyki nanoproszków to problematyka wykorzystania ich potencjalnych możliwości pozostaje nadal otwarta. Trudności formowania takich proszków wynikają z silnego rozwinięcia ich powierzchni właściwej i związanego z tym tarcia w obrębie proszku. Prowadzi to do niekorzystnej dla spiekania nierównomierności upakowania cząstek materiału, szczególnie wtedy, gdy jako technikę formowania stosuje się prasowanie. W pracy zastosowano proszek roztworu stałego Y2O3 (3% mol.) w ZrO2 przygotowany metodą krystalizacji w warunkach hydrotermalnych. Jako metodę formowania zastosowano prasowanie filtracyjne.

EN

Nanopowders are composed of elementary particles (crystallites) of sizes smaller than 20 nm. Their heat treatment at lower temperatures than in the case of classic powders results in polycrystals of very small grain sizes. Although numerous methods of producing nanopowders were elaborated, serious processing problems are still encountered, mainly due to the friction between powder particles. It follows that dry pressing of such powders leads to non-uniform densification of the system and hence its limited densification during sintering. Much better results can be achieved when shaping is performed in the presence of a liquid phase wetting the nanometric particles. The yttria (3 mol. %) zirconia powder of particle size about 8 nm was applied in the present work. It was synthesized by crystallization under hydrothermal condition. Shaping by pressure filtration technique resulted in very uniform packing of nanometric particles. It allowed us to reach nearly fully densified polycrystal of maximum grain sizes of 150 nm at sintering temperature of 1150 degrees centigrade.

2

Nanoproszki spinelu glinowo-magnezowego otrzymywane metodą współtrącania-wpływ czynnika strącającego na właściwości proszku

80%

Wajler A. , Tomaszewski H. , Zych Ł. , Węglarz H.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 2

63-68

PL

Ceramika spinelowa charakteryzuje się szeregiem korzystnych właściwości, takich jak wysoka temperatura topnienia (2135 °C), duża odporność chemiczna (zarówno na kwasy jak i alkalia), duża wytrzymałość mechaniczna, niska stała dielektryczna i dobre właściwości optyczne. Tworzywa spinelowe są powszechnie stosowane jako materiały izolacyjne i ogniotrwałe. Doniesienia literaturowe z ostatnich lat podają wiele nowych, potencjalnych obszarów wykorzystania MgAl204. Obojętność chemiczna czyni go dobrym kandydatem na powłoki ochronne lub membrany do procesów ultrafiltracji a dzięki wysokiej transmisji w zakresie podczerwieni otwierają się dla niego możliwości zastosowań optycznych. Ponadto spinel może być wykorzystywany jako dodatek w tworzywach nadplastycznych. Na właściwości proszku spinelowego wpływa zarówno skład chemiczny, jak również charakterystyki fizyczne prekursora. Celem niniejszej pracy było badanie zależności pomiędzy właściwościami proszku MgAl204 a sposobem jego współstrącania. Prekursory spinelu strącano z roztworów azotanów glinu i magnezu za pomocą dwóch czynników strącających: amoniaku i węglanu amonu. W obu tych przypadkach w wyniku prażenia prekursorów otrzymano jednofazowe, nanometryczne proszki spinelowe. Jednak, jak wykazały badania granulometryczne, porozymetryczne, analizy DTA-TG, pomiary BET oraz obserwacje SEM, proszki te znacznie się różniły. Lepszą jakością (większe rozwinięcie powierzchni przy tej samej temperaturze prażenia, mniejsze aglomeraty, mały rozrzut wielkości porów w wypraskach) oraz spiekalnością cechowały się proszki strącane węglanem amonu.

EN

Spinel (MgAl204) ceramics offers an attractive combination of properties like high melting point (2135 °C), high resistance to chemical attack (both for alkaline and acidic solutions), good mechanical strength at room and elevated temperatures, low dielectric constant and good optical properties. This makes spinel a good candidate for diverse engineering applications. Traditionally it has been used as refractory and insulating material. Recently, many new potential applications of this compound in relation to its infrared transparency, chemical inertness (protective coatings, ultrafiltration membranes), and superplasticity were reported, and promoted further studies. It is known that a chemical composition as well as physical properties of the precursor influence the properties of final powders. The objective of this investigation was to study the synthesis of MgAl204 by co-precipitation method using two different precipitants, resulting in different precursor powders. Spinel precursors were co-precipitated from a mixed solution of aluminium and magnesium nitrates using ammonia water or ammonium. In both cases the precursors converted to the pure spinel phase nanometric powders. As it occurred, the used precipitant strongly effected the properties of the final MgAl204 powder. To study this dependence DTA-TG, BET, SEM as well as granulometric, and porosimetric measurements of precursors and spinel powders were conducted. The obtained results showed a better quality and sinterability of ammonium carbonate precipitated powders.

3

Wyroby na bazie węglika krzemu formowane techniką odlewania

80%

Wierzba W. , Gubernat A. , Zych Ł.

|

tom T. 66, nr 3

259--265

PL

Praca przedstawia wyniki badań nad wytwarzaniem gęstych spieków z węglika krzemu metodą odlewania z zawiesin wodnych. Jako aktywatorów spiekania użyto mieszaniny tlenku glinu i tlenku itru w stosunku wagowym 3:2 w ilości 10% masowych w odniesieniu do suchej masy SiC. Zawiesinę stabilizowano elektrostatycznie poprzez zmianę pH. Wykonane badania potencjału dzeta w funkcji pH oraz badania lepkości w funkcji pH i udziału objętościowego fazy stałej w zawiesinie umożliwiły dobór parametrów zawiesiny, tj. udziału objętościowego cząstek faz stałych, który wyniósł 30% oraz pH zawiesiny bliskiego 8,5. Wyniki badań potwierdziły, że możliwe jest wytworzenie zawiesin rozrzedzanych ścinaniem, nadających się do odlewania wylewnego. Wzrost wytrzymałości formowanych wyrobów w stanie surowym, umożliwiający ich wstępną obróbkę, uzyskano poprzez zastosowanie komercyjnego spoiwa akrylowego (Duramax™ B – 1000). Przygotowane w ten sposób wyroby spiekano swobodnie w temperaturze 2050 ºC. Otrzymane spieki charakteryzowały się wysokim stopniem zagęszczenia oraz jednorodną mikrostrukturą. Badania odporności na kruche pękanie wykazały pozytywny wpływ aktywatorów tlenkowych na wzrost KIc do wartości ~ 5 MPa•m0,5, w stosunku do spieków jednofazowych.

EN

The paper presents results of a research designed to obtain dense material of silicon carbide formed into shapes by slip casting, using aqueous suspensions. Alumina oxide and yttrium oxide were used as sintering additives in a weight ratio of 3:2 in an amount of 10% by mass relative to the dry weight. The slurry was electrostatically stabilized by changing pH. Determination of the zeta potential as a function of pH, and viscosity tests performed as a function of pH and volume concentration of solid phase allowed selecting proper parameters of the suspension such as a solid volume loading of 30% and a pH value of ~ 8,5. The results of these investigations confirmed that it is possible to produce pseudoplastic slurries suitable for slip casting. The increase in strength of green bodies, allowing for their preliminary processing, was obtained by addition of a commercial acrylic binder (Duramax™ B – 1000). SiC casts were pressureless sintered at 2050 ºC, which led to high densities and fine, homogeneous microstructures. A fracture toughness test revealed positive effects of the sintering additives on fracture toughness of the material, increasing a KIc value to ca 5 MPa•m1/2.

4

Formowanie wyrobów z wodnych zawiesin węglika krzemu metodą natryskową

80%

Zych Ł. , Kisilewicz M. , Stobierski L.

|

tom T. 65, nr 3

302--307

PL

Praca przedstawia wyniki badań prowadzonych nad uzyskaniem wodnych zawiesin węglika krzemu gwarantujących otrzymanie gęstych spieków SiC. W celu nadania odpowiednich parametrów mechanicznych uformowanym wyrobom do zawiesin wprowadzono środek wiążący - akryl. Podczas pracy wykonano badania właściwości reologicznych otrzymanych zawiesin połączone z ich optymalizacja pod kątem formowania metodą natrysku przy użyciu prototypowej aparatury zaprojektowanej w Katedrze Ceramiki Specjalnej, WIMIC, AGH. Aparatura ta pozwala uzyskać wyroby płaskie oraz o kształcie cylindrycznym. Kluczowym etapem formowania wyrobów okazało się właściwe odpowietrzenie zawiesiny. Uformowane wyroby były spiekane w temperaturach 2050 ºC i 2150 ºC. Uzyskano gęstości względne powyżej 97%. Zaobserwowano, że temperatura spiekania wpływa zarówno na gęstość materiałów, jak i na pokrój występujących w nich ziaren SiC.

EN

The paper presents the results of research on preparation of aqueous suspensions of silicon carbide for manufacturing dense SiC materials by means of sintering. Acrylic binder was added to the suspensions in order to ensure adequate mechanical properties of the consolidated green bodies. Rheological characteristics of the suspensions was studied and optimized in order to match the parameters to a novel spray forming technique. The spray forming of the suspensions was carried out using a prototype equipment designed at the Department of Special Ceramics of the Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH-UST. The equipment allows flat or cylindrical products to be produced. A key step of the shaping process appeared to be proper de-airing of the suspensions. The consolidated bodies were sintered at 2050 ºC and 2150 ºC, and the resultant relative densities of SiC bodies exceeded 97%. It was observed that the sintering temperature affects the density of material and the morphology of grains.

5

Bioactivity assessment of ceramic nanoparticels used as a filler in nanocomposite materials

80%

Gęgotek K. , Zych Ł. , Stodolak-Zych E.

|

tom Vol. 16, no. 122-123 spec. iss.

73--74

EN

The paper presents research on degree of bioactivity of nanometric ceramic particles used as a nanofiller in nanocomposite materials based on polymers. The nanoperticles used in our examination were: different bioceramics powders such as: hydroxyapatite (HAp), β-phosphate (V) calcium (βTCP), silica (SiO2) and bioglass (BG). Based on ζ-potential measurements dynamics of processes occurring on the surface of nanoparticles in stimulated body fluid (SBF) was determined and it confirmed possibility of apatite formation. This study showed predominance of bioglass over other bioceramic materials, Bioglass nanoparticles were the most bioactive ones. In the end of the experiment the bioacermic particles were used as a nanofiller of poli-L/DL-lactide (PLDLA) matrix composites. The composite materials were prepared by casting from solution. Bioactivity tests were performed in simulated body fluid (artificial plasma of various ions concentration, and SBF 2SBF). Based on surface microstructure observed in the SEM (EDS) analysis were confirmed the degree of bioactivity of various materials depending on the type nanofiller.

6

Modyfikowany montmorylonit (MMT) jako nanowypełniacz w nanokompozytach polimerowo-ceramicznych

80%

Stodolak E. , Zych Ł. , Łącz A. , Kluczewski W.

|

tom R. 9, nr 2

122-127

PL

Nanocząstki modyfikatora MMT, pochodzące z naturalnego złoża (Jelesovy Potok), poddano jednoetapowej obróbce chemicznej (interkalacja etylenodiaminą, MMT-amina) lub obróbce dwuetapowej, tj. chemicznej, a następnie termicznej (karbonizacja nanonapełniacza, MMT-amina→ MMT-karbo). Celem tych zabiegów było osiągnięcie lepszej kompatybilności pomiędzy nanonapełniaczem a osnową polimerową, PAN. Wpływ modyfikacji na postać nanonapełniacza określono poprzez badania struktury (XRD) i mikrostruktury (SEM) montmorylonitu i jego pochodnych (interkalowanego MMT-amina i eksfoliowanego MMT-karbo). Wpływ zastosowanych modyfikacji na wielkość cząstek MMT zbadano przy użyciu metody DLS. Stwierdzono, że postać nanonapełniacza (wcześniejsza obróbka MMT) wpływa na poprawę dyspersji fazy nanometrycznej w osnowie polimerowej PAN. Nanokompozyty polimerowe z poliakrylonitrylu (PAN), w których jako nanonapełniacz zastosowano glinokrzemian warstwowy - montmorylonit (MMT) otrzymano metodą odlewania. Największą trwałością termiczną charakteryzował się nanokompozyt, gdzie jako nanonapełniacz zastosowano interkalowany aminą MMT (TG/DSC). Badania mechaniczne wykazały większą kompatybilność nanonapełniacza eksfoliowanego (MMT-karbo) do matrycy polimerowej, powodującą wzrost wytrzymałości tego nanokompozytu (testy rozciągania).

EN

Aim of this work was fabrication of a polymer-matrix nanocomposite based on polyacrylonitrile (PAN) and a layered silicate (phyllosilicate) - montmorillonite (MMT) as nanofiller. Nanoparticles of the filler, which originated from a natural deposit, were subjected to a chemical treatment (ethylenediamine, MMT-amine), or thermal treatment (nanofiller carbonisation, MMT-amine→ MMT-carbo) which objective was to reach better compatibility between the matrix and the nanofiller. In order to improve compatibility of MMT-type particles with a polymer matrix they are subjected to chemical treatments which consist in an introduction of cations of alkylamonium or alkylophosphonate salts between stocks of aluminasilicate piles. The introduction of organic matter between the stocks of piles is called intercalation. The additional objective of this treatment, apart form inducing organophilic character of the particles (i.e. formation of organoclays), is increase of an interpile spacing. Better results of nanocomposite strengthening with MMT-type particles are achieved when an organoclay undergoes exfoliaion i.e. when it completely loses layered structure, and the nanofiller plates are separated with the polymer chains. Usually both above mentioned phenomena occur simultaneously i.e. part of the piles is intercalated, while the rest is completely delaminated (exfoliated). In such case a flocculated nanocomposite is produced. Montmorylonite fraction was separated by sedimentation from bentonite from Jelesovy Potok deposit (Slovakia). Particle size distribution was determined by DLS method using NanoSizer Nano-ZS apparatus. The second type of the nanofiller was montmorylonite intercalated with secondary amine. The main purpose of this treatment was hydrophobisation of MMT piles, which was expected to improve a compatibility of the nanofiller with the polymer matrix. The intercalation process was carried out by mixing MMT with the secondary amine (proportion MMT:amine; 1:2). The third type of the nanofiller, was produced by thermal treatment of MMT-amine at 1000°C for 15 min in oxidising atmosphere. Influence of the treatment method on the nanofiller characteristics was determined by structure (XRD), and microstructure (SEM) analysis of MMT and its derivatives. MMT-PAN nanocomposites were produced by casting method. It was observed, that a form of the nanofiller influenced efficiency of dispersion of the nanometric phase within the polymer matrix, as well as the thermal stability of the nano-composite (TG/DSC). Mechanical tests (stretching) revealed better compatibility of an exfoliated nanofiller (MMT-carbo) with the polymer matrix, which resulted in increase of the nanocomposite strength.

7

Wapienie ze strefy kontaktu trzeciorzęd-mezozoik w złożu węgla brunatnego Bełchatów (Pole Szczerców)i możliwości ich wykorzystania jako sorbentów do obniżania emisji dwutlenku siarki

80%

Hycnar E. , Gilarska A. , Wisła-Walsh E. , Zych Ł.

|

tom R. 49, nr 7

30-36

PL

W strefie kontaktu osadów trzeciorzędowych ze skałami mezozoicznego podłoża powszechnie występują wapienie wieku górnojurajskiego. Zostały one poddane daleko posuniętym procesom mineralizacyjnym związanym z działaniem procesów diagenetycznych i epigenetycznych. Wstępne badania sorpcyjne względem SO2 wykazały, że wapienie te mogą być wykorzystywane jako sorbenty do odsiarczania gazów elektrownianych w paleniskach fluidalnych.

EN

In the Tertiary - Mesozoic contact zone outcropped in the Bełchatów open-pit the Mesozoic bedrocks are usually represented by the limestones which are Upper Jurassic in age. The limestones have been affected by diagenetic and epigenetic processes, which changed their original mineralogical composition. The initial results of the sorption investigations proved that the limestones may be used as a sorbents for desulphurization of coal-gases emitted from fluidal furnace in power stations.

8

Thermal analysis of moulding sands with a polyacrylic binding agent

80%

Grabowska B. , Holtzer M. , Zych Ł.

|

tom Vol. 8, iss. 1 spec.

115--118

EN

Heating of materials causes their physical or chemical changes accompanied by thermal effects. Thermal effects of polymers are related to their structural changes, such as: melting, crystallization, polymorphous transformations, vitrification, degradation, destruction as well as intramolecular or intermolecular reactions. Samples of sodium polyacrylate (used as a binding agent), high-silica sand (grain matrix) and samples of moulding sands with a polyacrylic binder after hardening were tested derivatographically. Samples for thermal analysis were taken from shaped blocks after performing strength tests. Investigations were done within the temperaturo rangę: 25-1000°C. Methods of thermal analysis (DTA, TG) were used to determine the thermal stability of the tested samples by establishing the temperature and thermal effects of transformations occurring during heating. In addition, the investigations were to determine changes taking place inside moulding sands when in contact with molten metal. On the basis of differences in thermograms of moulding sand samples with polyacrylic binding agent, hardened either by Ca(OH)2 and CO2 or by microwaves, one can infer that significant structural changes occurred after cross-linking. Those changes are related to intra- and intermolecular reactions and the way of hardening influences the cross-linking reaction - which was also confirmed by means of the spectroscopic investigations (FT-IR, Raman, NMR).

PL

Ogrzewanie materiałów wywołuje w nich zmiany fizyczne bądź chemiczne, którym towarzyszą efekty cieplne. W polimerach efekty wiążą się ze zmianami strukturalnymi, takimi jak topnienie, krystalizacja, przemiany polimorficzne, zeszklenie, degradacja, detrukcja czy też reakcje wewnątrzcząsteczkowe lub międzycząsteczkowe. Badaniom derywatograficznym poddano próbki polimeru poli(akrylanu sodu) stosowanego jako spoiwa, piasku kwarcowego (osnowa) oraz próbki mas ze spoiwem poliakrylowym po utwardzeniu. Próbki mas do analizy termicznej pobierano z kształtek po przeprowadzeniu badań wytrzymałościowych. Badania prowadzono w zakresie temperatury 25-1000 °C. W badaniach wykorzystano metody analizy termicznej (DTA, TG) w celu określenia termicznej stabilności badanych próbek poprzez temperatury i efektów cieplnych przemian zachodzących podczas ogrzewania. Ponadto badania te miały na celu określenie zmian jakie mogą zachodzić w masie formierskiej w warunkach kontaktu z ciekłym metalem. Na podstawie różnic w przebiegu termogramów próbek mas ze spoiwem poliakrylowym utwardzonych Ca(OH)2 i CO2 oraz próbek mas ze spoiwem poliakrylowym utwardzonych mikrofalami można wnioskować, że po usieciowaniu nastąpiły istotne zmiany w strukturze wiązane z reakcjami wewnątrzcząsteczkowymi i międzycząsteczkowymi, a sposób utwardzania ma wpływ na przebieg reakcji sieciowania, co potwierdzono również w badaniach spektroskopowych (FT-IR, Raman, NMR).

9

Skały węglanowe ze złoża Szczerców jako potencjalne sorbenty do obniżania emisji SO2 w paleniskach

80%

Hycnar E. , Wisła-Walsh E. , Zych Ł.

|

tom R. 53, nr 1-2

97-103

PL

W artykule przedstawiono oceną właściwości sorpcyjnych mioceńskiej kredy jeziornej i górno jurajskich wapieni ze złoża węgla brunatnego „Szczerców". Wykazano, że skały te mogą być traktowane jako surowce do produkcji wysokiej klasy sorbentów do usuwania kwaśnych zanieczyszczeń powstających w czasie spalania kopalnych paliw stałych w paleniskach fluidalnych. Wykazano, że zdolności sorpcyjne skał są związane z procesem tworzenia się porów o średnicach rzędu 0,07-0,6 Μ.

EN

This paper presents an evaluation of sorption properties of the Miocene and Upper Jurassic from lignite deposit „Szczerców". It was shown that these rocks may be considered as raw materials for production of high quality sorbents to remove SO2 formed during combustion of solid fossil fuels to remove during combustion of in fluidized beds. Proved that the sorption capacity of the rocks are mainly related to the formation of pores with diameters of the order of 0,07 - 0,6 microns.

10

Calcium zirconate as a solid electrolyte for electrochemical devices applied in metallurgy

61%

Dudek M. , Róg G. , Bogusz W. , Kozłowska-Róg A. , Bućko M. , Zych Ł.

Materials Science Poland

|

2006

|

tom Vol. 24, No. 1

253--260

EN

Stoichiometric calcium zirconate and CaZrO3 samples with an excess of calcia or zirconia were obtained from powders prepared by the citrate method. XRD measurements were used to determine the phase compositions of the sintered materials as well as their crystal structures. The compositional dependence of the calcium zirconate cell parameter indicates that an excess of calcia or zirconia form a solid solution. Stoichiometric CaZrO3 appeared to be a rather poor oxygen ion conductor, whereas calcium zirconate samples with an excess of calcia or zirconia exhibit pure oxygen conductivity. The introduction of a respective excess of cations led in both cases to a significant enhancement of conductivity. The fracture toughness, hardness, and flexural strength of the samples were also investigated. The mechanical and electrical properties of CaZrO3-based materials are comparable to those of zirconia solid electrolytes. The lower thermal expansion coefficient and better resistance to thermal shock make CaZrO3 a more suitable solid electrolyte for metallurgical applications.

11

Elektroforetyczne osadzanie hydroksyapatytu na powierzchni stopów NiTi wykazujacych pamięć kształtu

61%

Goryczka T. , Szaraniec B. , Dudek K. , Zych Ł. , Freitag M. , Lelątko J.

|

tom Vol. 14, no. 106-108

124--128