Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Microstructure And Mechanical Properties Of Crofer 22 APU Ferritic Stainless Steel

100%

Stygar M. , Durda E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

tom Vol. 60, iss. 2A

985--988

EN

The objective of this work was to expand the knowledge on mechanical properties of the oxidized Crofer 22 APU Ferritic Stainless Steel. To examine adhesion of oxide scale formed on steel the scratch test was performed. Scratch test as an appropriate method for qualitative evaluation of the film adhesion to substrate has been used in many studies. Scratch properties were investigated before and after oxidation at 800°C for 500 hours in laboratory air.

PL

Celem niniejszej pracy było poszerzenie wiedzy o mechanicznych właściwościach ferrytycznej stali Crofer 22 APU po procesie wysokotemperaturowego utleniania. Pomiary właściwości mechanicznych utworzonej warstwy tlenkowej wykonano metodą zarysowania – scratch testu. Test zarysowania jast najpopularniejszą metodą badania wytrzymałości połączenia powłoki z podłożem. Badania prowadzono na materiale w stanie wyjściowym oraz po utlenianiu przez 500 godzin w temperaturze 800°C – typowych warunkach pracy ogniwa paliwowego typu SOFC.

2

Wybrane zagadnienia rozpoznawania i udostępniania złóż gazu łupkowego

100%

Kogut W. , Stygar M.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2011

|

tom nr 8

16-19

PL

W przeciwieństwie do złóż konwencjonalnych złoża łupkowe ze względu na odmienną formę występowania geologicznego oraz parametry zbiornikowe wymagają specyficznej strategii poszukiwania i rozpoznawania. W artykule przedstawiono ogólną charakterystykę tego rodzaju złóż oraz omówiono techniczne aspekty związane z procesem ich udostępniania. Konieczność wykonania dużej ilości otworów horyzontalnych, w których przeprowadzane są zabiegi wieloetapowego szczelinowania hydraulicznego pociąga za sobą duże nakłady finansowe. W celu opłacalnego przemysłowego wydobycia gazu ze złóż łupkowych oraz optymalizacji całego procesu udostępniania niezbędne jest zastosowanie najnowocześniejszych technologii dostępnych w przemyśle naftowym.

EN

In contrast to conventional, shale gas deposits due to their different form of geological occurrence and reservoir parameters, require a specific prospecting and recognizing strategy. The article presents a general description of such deposits and discusses the technical aspects associated with the process of sharing. The need for a large number of horizontal holes, in which multi-stage hydraulic fracturing treatments are carried out, entails large financial outlays. In order to achieve a cost-effective indus-trial extraction of gas from shale depositsandoptimize the entire process of sharing, it is necessary to use a cutting-edge technology available in the oil industry.

3

Mn1.5Co1.5O4 spinel conducting coatings on Al453 ferritic steel with regard to their application as interconnects in IT-SOFC

80%

Kruk A. , Stygar M. , Brylewski T. , Przybylski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

tom Vol. 58, iss. 2

377--381

EN

The ferritic AL453 steel is one of potential metallic interconnect materials for intermediate-temperature solid oxide fuel cells. However, the evaporation of chromium from the chromia scale formed on this steel and the increasing thickness of this scale result in the slow deterioration in the electrical properties of the interconnect’s elements. In order to improve fuel cell efficiency, the surface of the interconnect material was modified by applying a protective-conducting Mn1.5Co1.5O4spinel coating. Thermal and electrical tests of the La0.8Sr0.2FeO3 cathode - AL453/ Mn1.5Co1.5O4 interconnect system at 1073 K for 200 hrs in air confirmed the effectiveness of the spinel layers as a means of stopping chromium diffusion from the AL453 steel and inhibiting oxidation, while at the same time promoting electrical contact and minimizing cathode-interconnect interfacial resistance.

PL

Jednym z potencjalnych materiałów na metaliczne interkonektory do stałotlenkowych ogniw paliwowych typu IT-SOFC jest stal ferrytyczna AL453.Wzwiązku z parowaniem chromu z powierzchni ochronnej zgorzeliny tlenku chromu oraz wzrostem jej grubości następuje pogorszenie właściwości elektrycznych interkonektora. W celu poprawy wydajności ogniwa paliwowego, stosuje się modyfikacje interkonektor polegającą na nakładaniu na jego powierzchni ochronno-przewodzącej powłoki spinelu Mn1.5Co1.5O4. Przeprowadzone testy termiczne i elektryczne układu katoda La0.8Sr0.2FeO3- interkonektor AL453/ Mn1.5Co1.5O4w 1073 K przez 200 godz. w powietrzu potwierdziły wysoką efektywność powłoki spinelowej jako bariery zaporowej dla dyfuzji chromu ze stali AL453 oraz jej utleniania co w efekcie prowadzi do spadku oporu elektrycznego na interfejsach układu katoda-interkonektor.

4

Symulacje komputerowe warunków utleniania kompozytu metal/ceramika

80%

Stygar M. , Kruk A. , Brylewski T.

Logistyka

|

2013

|

tom nr 4

PL

W pracy przedstawione zostały wyniki symulacji komputerowych przeprowadzonych z zastosowaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Przedmiotem analiz był model układu do badań elementów ogniw paliwowych (głównie interkonektorów metalicznych) pracujący w warunkach dwóch niezależnych atmosfer reakcyjnych. Opracowany model matematyczny oraz przeprowadzone obliczenia numeryczne miały na celu symulację warunków procesu utleniania interkonektorów w układzie metal/ceramika i wykazały nierównomierność w rozkładzie ciśnienia gazów na próbce. Zbadano także rozkłady temperatur i parametry przepływu mediów gazowych, w tym stopień turbulentności przepływu. Otrzymane wyniki pozwalają ustalić, w jakim stopniu analizowany układ badawczy odzwierciedla rzeczywiste warunki pracy interkonektora w ogniwie paliwowym.

EN

The study presents results of computer simulations performed using the finite element method (FEM). The analysis featured a model system used to investigate elements of fuel cells (mainly metallic interconnects) in two independent reaction atmospheres. The elaborated mathematical model and the performed numerical computations were to simulate the process of oxidation of interconnects in the metal/ceramics system, and they demonstrated the uneven distribution of gas pressure in the sample. The temperature distribution and the flow parameters of gas media, including the turbulency of flow, were also investigated. The obtained results may be used to determine the degree to which the investigated system reflects the actual conditions in which an interconnect acts in a fuel cell.

5

Badania struktury i właściwości fizykochemicznych spineli w układzie Cu-Mn-Co-O otrzymywanych metodą EDTA gel processes

80%

Kruk A. , Stygar M. , Adamczyk A. , Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

tom T. 65, nr 3

374--381

PL

Potencjalnymi materiałami do wytwarzania metalicznych interkonektorów dla średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych IT-SOFC są żaroodporne stale ferrytyczne. Jednakże lotne związki chromu, parujące ze zgorzeliny tlenku chromu powstałej na powierzchni stali w wyniku procesu utleniania, powodują powolną degradację właściwości elektrycznych elementów ogniwa. Równocześnie produkt utleniania stali wykazuje duży opór elektryczny. W celu ograniczenia tych zjawisk stosuje się modyfikację powierzchniową metalicznego interkonektora, polegającą na naniesieniu odpowiedniej powłoki ochronnej. W tym celu mogą być stosowane spinele z grupy Mn1+xCo2-xO4 (0  x  0,5), gdyż stanowią efektywną barierę zaporową dla odrdzeniowej dyfuzji chromu z interkonektora i tym samym istotnie ograniczają tworzenie się lotnych par Cr. Konieczne jest jednak podwyższenie przewodnictwa elektrycznego tych spineli w zakresie 600-800 °C. Można to osiągnąć przez ich domieszkowanie odpowiednimi metalami. W pracy przestawiono wyniki badań fizykochemicznych spinelu manganowo kobaltowego domieszkowanego różną ilością miedzi.

EN

Materials that may potentially be used to manufacture metallic interconnects for intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) include heat-resistant ferritic steels. However, volatile chromium compounds that evaporate from the chromia scale formed on the surface of steel during oxidation cause slow degradation of the electrical properties of the cell’s elements. At the same time the product of the steel’s oxidation exhibits high electrical resistance and inhibits conductivity. In order to counter these unfavorable phenomena, the metallic interconnect is modified by depositing an appropriate protective layer over its surface. Materials that may be used to do this include spinels from the Mn1+xCo2-xO4 (0  x  0.5) group; these substances provide an effective barrier against outward chromium diffusion from the interconnect’s core, thereby significantly inhibiting the evolution of Cr vapour. Nevertheless, the electrical conductivity of these spinels over the temperature range of 600-800 °C needs to be improved. This can be done by doping them with the appropriate metals. The present paper describes the results of physicochemical investigations of a manganese-cobaltite doped with various quantities of copper.

6

Zastosowanie metody elementów skończonych w badaniach interkonektorów metalicznych do stałotlenkowych ogniw paliwowych w wybranych układach geometrycznych

80%

Stygar M. , Kruk A. , Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

tom T. 66, nr 1

45--48

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji przeprowadzonych z zastosowaniem metody elementów skończonych na trójwymiarowym modelu elementu roboczego ogniwa paliwowego typu SOFC. Analizy podstawowych własności fizycznych dokonano na układzie geometrycznym typu MOLB oraz w układzie planarnym. Przyjęto materiały odzwierciedlające stałotlenkowe ogniwo paliwowe IT-SOFC. W badaniach skoncentrowano się na określeniu wpływu zużycia interkonektora metalicznego na stopień turbulentności przepływu mediów gazowych.

EN

The paper presents the results of simulations carried out by using the finite element method for the three-dimensional model of a working element of SOFC. The basic physical properties of particular geometric arrangements were analysed based on MOLB-type and planar-type cell stacks. The investigated materials were modelled after an intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFCs). The study was focused on determining the impact of the interconnect’s wear level on turbulence, affecting the flow of gaseous media.

7

Physicochemical and mechanical properties of Crofer 22 APU ferritic steel applied in SOFC interconnects

70%

Stygar M. , Kurtyka P. , Brylewski T. , Tejchman W. , Staśko R.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2013

|

tom Vol. 39, no. 2

s. 47--57

EN

The paper presents the results of investigations of the physicochemical and mechanical properties of the Crofer 22 APU steel designed for application in metallic interconnects forming the key components of solid oxide fuel cells (SOFCs). Microstructural and hardness studies of non-metallic inclusions and the matrix were carried out. Based on compression tests of raw Crofer 22 APU and the steel after 600 hrs of cyclic oxidation in air at 800°C, the composition of non-metallic inclusions and their influence on the strength properties of the steel were determined.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości fizyko-chemicznych i mechanicznych stali Crofer 22 APU dedykowanego do zastosowań na interkonektory metaliczne będących kluczowym elementem ogniw paliwowych SOFC. Przeprowadzono badania mikrostruktury oraz twardości wydzieleń niemetalicznych i osnowy. Na podstawie testów ściskania stali wyjściowej oraz stali poddanej cyklicznemu utlenianiu przez 600 h w powietrzu w 800°C określono skład wytrąceń niemetalicznych oraz wykazano ich wpływ na parametry wytrzymałościowe stali.

8

Microstructure And Mechanical Properties Of Crofer 22 APU Ferritic Stainless Steel

70%

Stygar M. , Durda E.

|

nr 2

9

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

51%

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

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

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.

10

Właściwości termofizyczne szkła barowego borokrzemianowego przeznaczonego na uszczelnienia w ogniwach paliwowych IT-SOFC

51%

Homa M. , Sobczak N. , Korpała B. , Bruzda G. , Ciecińska M. , Krauz M. , Gazda A. , Stygar M. , Brylewski T. , Rękas M.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

tom T. 66, nr 3

253--258

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości termofizycznych szkła barowego borokrzemianowego z układu SiO2-B2O3-BaO-MgO, zaproponowanego jako potencjalne uszczelnienie szkliste dla ogniw IT-SOFC. Uszczelnienie szkliste wykazało niezadowalającą stabilność termiczną (ΔT = 117 °C). Wyznaczone przewodnictwo temperaturowe wyniosło a = 0,78 mm2/s, natomiast przewodność cieplna λ = 1,8 W/(m•K). Współczynnik rozszerzalności cieplnej wyniósł 13,8•10(-6) K(-1). Topliwość określono jako Tm = 805 °C. Materiał szklisty cechowała bardzo dobra zwilżalność (θ = 27°). Stwierdzono, że wyznaczone parametry termofizyczne nieznacznie odbiegają od wymagań stawianych uszczelnieniom szklistym i może być poddane testom w modelowym ogniwie IT-SOFC.

EN

This work presents the results of studies on thermophysical properties of barium borosilicate glass from the SiO2-B2O3-BaO-MgO system for application as a glass sealant for IT-SOFC fuel cells. The glass exhibited unsuitable thermal stability (ΔT = 117 °C). The thermal conductivity was determined as a = 0,78 mm2/s, whereas the thermal conductance was λ = 1,8 W/(m•K). The thermal expansion coefficient was 13.8•10(-6) K-(1). The softening point was determined as Tm = 805 °C. The glass exhibited very good wettability (θ = 27°). The established values of thermophysical parameters suggest that the glass is suitable for seals and further may be tested in IT-SOFC cells.