Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wytwarzanie i właściwości kompozytów na bazie ceramiki tlenku cyrkonu dla zastosowań stomatologicznych

100%

Andrzejczuk M. , Lewandowska M. , Kosmač T. , Kurzydłowski K. J.

Kompozyty

|

2007

|

tom R. 7, nr 4

165-169

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu infiltrowania wybranymi polimerami porowatej ceramiki tlenku cyrkonu na właściwości mechaniczne oraz mikrostrukturę wytworzonych w ten sposób kompozytów. Do wytworzenia porowatej ceramiki użyto dwóch rodzajów proszków o różnej gradacji. Aby otrzymać z nich ceramikę o jednakowej porowatości w przedziale 35-37%, konieczne było zastosowanie różnych temperatur spiekania (1125°C w przypadku drobnoziarnistego proszku oraz 1225°C dla gruboziarnistego). W celu zbadania właściwości mechanicznych materiału przeprowadzono próbę zginania oraz próbę twardości HV10. Średnia wytrzymałość na zginanie porowatej ceramiki wynosiła około 200 MPa. Wprowadzenie do porów polimeru spowodowało wzrost wytrzymałości na zginanie. Wzrost wytrzymałości był silniejszy w przypadku wprowadzenia żywicy metakrylowej (BisGMA) aniżeli w przypadku infiltrowania żywicą na bazie polisilazanu (KiON). Obserwacje mikrostrukturalne przeprowadzone za pomocą SEM pozwoliły wyjaśnić wpływ parametrów spiekania na właściwości kompozytu. Stwierdzono, że polepszenie właściwości mechanicznych poprzez wprowadzenie mniej wytrzymałej fazy polimerowej następuje w wyniku wzajemnego oddziaływania fazy ceramicznej i polimerowej.

EN

The aim of this work was to study the influence of polymer infiltration of yttria stabilized ZrO2 on the mechanical properties and microstructure of the composites. Two grades of powder (TZ-3YSB-E - Coarse and TZ-3YB-E - Fine) with different crystallite size and surface area were used. A series of porous zirconia ceramics with an open porosity around 35-37% were produced by biscuit-sintering dry pressed pellets at two different temperatures in an ambient air atmosphere. Thermosetting BisGMA/TEGDMA and polysilazane resins were used during infiltration process. Sample sintered from the fine powder (lower temperature of sintering) reveals fine grained structure with small pores. Ceramic with this type of structure had better mechanical properties. The influence of the polymer infiltration process on the flexural strength and hardness HV10 was determined. It was found that the polymer infiltration leads to an improvement of the mechanical properties of the composites. Flexural strength of composites was 60% higher than that of the porous ceramic. Higher increase in mechanical properties obtained for ceramic infiltrated by BisGMA/TEGDMA resin. The microstructure observation, under high magnification, has shown occurring flaws and inhomogeneities at the interphase boundary. However, they did not influence properties of composite.

2

Właściwości mechaniczne światłoutwardzalnych kompozytów zbrojonych mikro- i nanocząstkami

100%

Andrzejczuk M. , Lewandowska M. , Kurzydłowski K. J.

Kompozyty

|

2005

|

tom R. 5, nr 1

75-78

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu mikro- i nanocząstek ceramicznych na właściwości mechaniczne kompozytów ceramiczno-polimerowych przeznaczonych na stałe wypełnienia stomatologiczne. Średnia wielkość cząstek mikrowypełniacza wynosiła kilka žm, natomiast nanowypełniacza około 40 žm. Określono wpływ ilości wprowadzonego wypełniacza ceramicznego na wytrzymałość na zginanie, moduł Younga, mikrotwardość HVO,2 (rys. 1). Stwierdzono, że wzrost zawartości mikrowypełniacza powoduje wzrost właściwości mechanicznych kompozytów. Zauważono również, że dodatek nanokrzemionM ma pozytywny wpływ na parametry mechaniczne kompozytu, ale tylko wtedy, gdy wprowadzone cząstki nanowypełnłacza poddane były wcześniej obróbce powierzchniowej, mającej na celu lepsze połączenie ich z osnową polimerową (rys. 2). Przeprowadzone badania pozwoliły na ustalenie optymalnego udziału nanowypemiacza w kompozycie na poziomie 10-15%. Dodatek 20% nanokrzemionki spowodował wyraźne pogorszenie właściwości mechanicznych. Było to wynikiem aglomeracji nanocząstek występującej przy większych udziałach nanowypemiacza, co zostało potwierdzone podczas obserwacji przełomów kompozytów przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (rys. 3).

EN

The aim of this work was to study the influence of ceramic micro and nanoparticles on the mechanical properties of the composites. A series of ceramic-polymer composites used for permanent fillings was fabricated. Ceramic glass of an average particle size of a few žm and nanosilica of the average particle size of 40 žm were used as the fillers. The influence of the amount of inorganic filler on the mechanical properties such as the flexural strength, Young modulus and microhardness HV0.2 was determined (Fig. 1). It was found that an increase of the volume fraction of the filler leads to a significant improvement of the mechanical properties of the composites. Figure 2 shows the influence of the nanofiller (nanosilica) and its surface treatment on the mechanical properties of the composites that contain both micro and nanofillers. The addition of nanosilica improves the mechanical properties of the composite, but only when the nanoparticles are surface treated. Otherwise, the mechanical properties are drasticaly worsened. The optimum concctration of nanoparticles was estimated at 10-15%. At 20% of nanosilica, the mechanical properties of the composite are worse than those obtained at smaller amounts of n-SiO2. This may be due to the fact that at greater n-SiO2 amounts, the nanoparticles may aglomerate. This suggestion was confirmed by SEM observations of the fracture surface. Figufe 3 shows examples of the fracture surfaces of the composite with 60% of glass particles (a, b) and the composite with 40% of glass particles plus 20% of nanosilica (c,d). Further research will be aimed at avoiding the aglomeration of nanoparticles.

3

Badania właściwości materiałów ferroelektrycznych w zakresie mikrofal

100%

Jaszczyszyn E. , Szafran M. , Modelski J. , Bobryk E.

|

tom Vol. 49, z. 2

247-256

PL

W pracy przedstawiono impulsową metodę do pomiaru parametrów materiałów ceramiczno-polimerowych, przydatnych do zastosowań w zakresie mikrofal. Przeprowadzono także badania kompozytowych warstw ceramiczno-polimerowych zawierających modyfikowany ceramiczny proszek ferroelektryczny typu Ba0.65Sr0.35TiO3 oraz odpowiedni polimer, w którym w sposób dyskretny rozproszone zostały ziarna tego proszku. Otrzymane współczynniki przestrajania skutecznej przenikalności elektrycznej pozwalają stwierdzić, że warstwy takie nadają się do opracowania nowych typów anten oraz podzespołów mikrofalowych.

EN

Pulse method for microwave measurement of the ceramic-polymer materials parameters has been developed. Ceramic-polymer composite substrates with modified ferroelectric powder Ba0.65Sr0.35TiO3 and appropriate polymer (grains of the powder have been sprayed into polymer with specific method) have been also investigated. The powder Ba0.65 Sr0.35TiO3 has been synthesized at the temperature range 1150-1350C/3h and admixture (from 0,5% to 3%) of oxides of nickel or manganese or iron have been added. The ferroelectric powder after being granulated (into grinder) according to desired size (1-5 um) has been utilized in order to obtain ceramic-polymer films. The substrates of the ceramic-polymer composite have been designed such that volume of the ferroelectric powder was from 75% to 97,5%. However, volume of the polymer was at the range from 2,5 to 25%. Thickness of the composite layer has been chosen from 100 to 500 um. The type of the polymer required for obtaining the composite with desired parameters has been also investigated. Main properties of the composite are mechanical resistance and flexibility. They permit to operate easy with obtained substrate and cover conductive plane with it. The polystyrene and polyvinyl butyral are the best among many investigated polymers. The proposed pulse method for microwave measurement of the ceramic-polymer materials parameters is based on measurement of the pulse delay to after pulse passed of the microstrip line fragment. The substrate of the microstrip line is realized with ferroelectric material. Utilizing this pulse method permits to accurately define the pulse delay without matched to microstrip, but it does not permit to assign losses. Because permittivities of the investigated materials are primarily unknown this way might be very useful. Microstrip line can be matched and the losses can be determined by changing pulse magnitudes. Obtained results (e.g. tuning ability coefficient of the effective permittivity) show that ceramic-polymer substrate can be utilized in designing new type of antennas and microwave devices.

4

Wpływ dodatku rozgałęzionych żywic uretanowo-metakrylowych na właściwości kompozytów ceramika-polimer do zastosowań stomatologicznych

84%

Szafran M. , Rokicki G. , Biernat M. , Cwalińska A.

Kompozyty

|

2007

|

tom R. 7, nr 3

117-121

PL

Kompozyty ceramiczno-polimerowe są szeroko stosowane w dziedzinie stomatologii, a prace nad optymalizacją ich właściwości nadal trwają. Z danych literaturowych wynika, że poprawę parametrów tych materiałów można osiągnąć, dobierając odpowiednią ilość i skład proszku ceramicznego, a także poprzez dobór odpowiedniej kompozycji monomerów. W artykule zaprezentowano wstępne wyniki badań dotyczących wykorzystania nowej, wielofunkcyjnej żywicy uretanowo-metakrylowej UM1 jako składnika fotoutwardzalnych materiałów kompozytowych. W celu zbadania stopnia konwersji (spektroskopia FTIR), skurczu polimeryzacyjnego i mikrotwardości Vickersa wykonano serie próbek bez wypełniacza oraz z dodatkiem silanizowanej mikro- i nanokrzemionki. Założono stały procent objętościowy wypełniacza, zmieniając czas naświetlania oraz udział dodatku żywicy UM1 w masie polimerowej opartej na konwencjonalnej żywicy na bazie Bis-GMA. Otrzymane wyniki potwierdziły przypuszczenia o zmniejszonej wrażliwości żywicy uretanowo-metakrylowej UM1 na inhibicję tlenową oraz o niższym, od żywic obecnie stosowanych, skurczu polimeryzacyjnym.

EN

Ceramic-polymer composites are widely used as dentistry materials and they have undergone significant development since their advent. However they still have shortcomings limiting their application and need to be improved. This study is a preliminary investigation on the use of a new synthesized urethane-methacrylic resin UM1 as a component of a photocurable composite with low polymerization shrinkage and reduced oxygen inhibition. The results were compared with the properties of a commonly used Bis-GMA-based resin. Experimental samples were prepared from the unfilled resins and by mixing the silane-treated filler with the resins. Volumeric shrinkage and degree of conversion of the unfilled resins were examined by density measurements and FTIR spectroscopy. Filler containing samples were used for the microstructure analysis and microhardness tests. The unfilled UM1 resin showed 3.5 times higher photopolymerization rate than the resin based on Bis-GMA. UM1 consists of the monomers containing four methacrylic groups in a molecule and exhibits a very low polymerization shrinkage of 2.5% which is about 4 times lower than the shrinkage of a conventional Bis-GMA/TEGDMA system. The microhardness results of light-cured composites, containing 60% vol. of micro- and nanofiller, increased within the amount of UM1 in the system. Preliminary results showed that urethane-methacrylic resin (UM1) is a promising material and can be used as an alternative to Bis-GMA, mainly due to a relatively low polymerization shrinkage and low oxygen inhibition.

5

Analiza pełnofalowa anteny skanującej na podłożu ferroelekrycznym

84%

Jaszczyszyn E.

|

tom Vol. 50, z. 2

287-311

PL

W pracy przedstawiono koncepcję i opracowano nowy rodzaj skanującej anteny paskowej na podłożu ferroelektrycznym bez konieczności wykorzystania przesuwników fazy. Ponadto opracowano uogólnioną metodę analizy elektrodynamicznej rozpatrywanej struktury promieniującej wraz z metodą analizy numerycznej. Wyniki badań anteny skanującej wskazują na możliwość szerokiego jej zastosowania, a przedstawiona metoda analizy pełnofalowej do projektowania struktur promieniujących.

EN

Electronically scanned microwave antennas is accomplished by electronically altering the phase across the antenna radiating aperture (by means of discrete phase shifting elements or by changing frequency). This conventional inertialess scanning techniques in the microwave region are not cheap. A new scan antenna concept that realizable design using low-cost fabrication processes is presented. This concept is based on the first higher order mode on a microstrip line, which substrate is made using ceramic-polymer composite with modified ferroelectric powder Ba0,65Sr0,35TiO3 and appropriate polymer (grains of the powder have been sprayed into polymer with specific method). This ceramic-polymer composite was designed to change permittivity in response to an applied electric control field. The property of ferroelectric materials having a dielectric constant which can be modulated at high frequencies is very attractive. The feasibility of dielectric scanning (changing the direction of the beam by varying the relative permittivity of the electrically controlled ceramic-polymer composite) has been investigated. The radiation characteristics of such antenna have been accurate evaluated. Both longitudinal and transverse currents are treated. The method of solution used is an extension of the Fourier integral method which is used in conjunction with the method of moments (Galerkin solution). The propagation constant kx for higher order modes in open microstrip were calculated. In the present structure the complex propagation constant can be changed by changing the frequency or by changing the dielectric constant of the substrate (E2) as in the case of electrically controlled ferroelectric ceramic-polymer composite. In general, the direction of the radiated beam is given by Om = sin-1 (B), where kx (E2) = B(E2) = j * A(E2). For frequencies not far above the cut-off frequency, that means for B/k 0 < 1 (B in phase constant of the first higher order mode), the fields of the first higher order mode on the microstrip line are coupled to the line very loosely resulting in a considerable radiation.