Aktualny numer

Tom 71 Nr 3 (2019): Mater. Ceram. /Ceram. Mater./

Wpływ wielkości ziarna WC na właściwości węglików spiekanych WCCo otrzymywanych metodą impulsowo-plazmowego spiekania SPS

Joanna Wachowicz, Katarzyna Chlebiej, Radosław Zieliński

Streszczenie

Węgliki spiekane są jednym z najczęściej stosowanych materiałów narzędziowych. Charakteryzują się wysoką twardością oraz dobrymi właściwościami skrawającymi. Tradycyjnie węgliki wytwarza się w piecach z nagrzewaniem indukcyjnym lub oporowym w procesach trwających kilkanaście godzin. Metoda ta jest czaso- i energochłonna. Dlatego nieustannie trwają badania nad nowoczesnymi i ulepszonymi metodami spiekania. Jedną z nich jest metoda spiekania impulsowo plazmowego SPS (ang. spark plasma sintering). Umożliwia ona szybkie otrzymywanie litych materiałów, charakteryzujących się dobrymi właściwościami mechanicznymi. W pracy pokazano wpływ wielkości ziarna WC na podstawowe właściwości spieków, takie jak twardość, gęstość i mikrostruktura, wykonanych metodą impulsowo-plazmowego spiekania. Do przeprowadzenia procesów spiekania wykorzystano mieszankę proszków węglika wolframu z kobaltem o gradacji ziaren (cząstek pierwotnych) WC <1 μm i 400 nm, oznaczonej przez producenta.

Słowa kluczowe: spiekanie, węgliki spiekane, WCCo, spiekanie impulsowo-plazmowe, SPS

Strony 195-203

____________________________________________________________________________________________________________________

Otrzymywanie przezroczystego granatu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem lub chromem metodą wodnego odlewania folii ceramicznych

Anna Wajler, Helena Węglarz, Agata Sidorowicz, Magdalena Nakielska, Katarzyna Jach

Streszczenie

Przedmiotem niniejszej pracy było wytworzenie warstwowych, przezroczystych materiałów ceramicznych w oparciu o granat itrowo-glinowy domieszkowany neodymem lub chromem. W pracy wykazano, że możliwe jest uzyskanie przezroczystych/przeświecalnych tworzyw ceramicznych metodą odlewania folii w układzie wodnym. Z powodzeniem można laminować i spiekać folie ceramiczne o różnym składzie chemicznym, co przy właściwie dobranych warunkach spiekania prowadzi do uzyskania przezroczystych, warstwowych tworzyw kompozytowych.

Słowa kluczowe: folia ceramiczna, granat itrowo-glinowy, ceramika przezroczysta

Strony 204-211

____________________________________________________________________________________________________________________

Wpływ dodatku jonów krzemu, wapnia i magnezu na mikrostrukturę i właściwości optyczne polikrystalicznego granatu itrowo-glinowego domieszkowanego chromem

Anna Wajler, Magdalena Nakielska, Helena Węglarz

Streszczenie

W pracy badano polikrystaliczny granat itrowo-glinowy domieszkowany chromem (Cr:YAG), wytwarzany metodą spiekania reakcyjnego w próżni tlenków glinu, itru i chromu. Jako dodatki stabilizujące jony Cr4+ zastosowano tlenek magnezu oraz tlenek wapnia. Potwierdzono, że Mg2+, jak i Ca2+, mogą służyć jako jony kompensujące ładunek, a także jako dodatki ułatwiające spiekanie. Zbadano wpływ zawartości jonów Ca2+ i Mg2+ oraz wygrzewania w powietrzu po spiekaniu na mikrostrukturę i właściwości spektroskopowe wytwarzanych materiałów. Określono również wpływ dodatku krzemu na właściwości spektroskopowe Cr:YAG. Widma emisyjne Cr:YAG, otrzymane przy pobudzaniu promieniowaniem o długości fali 450 nm, zmieniały się wraz z warunkami wygrzewania w powietrzu. Zwiększanie temperatury lub czasu wygrzewania w powietrzu powodowało stopniowy wzrost poziomu emisji w zakresie około 1400 nm, co można przypisać zmianie stopnia utlenienia jonów chromu z Cr3+  do Cr4+. Zmiany te były znacznie słabsze w przypadku materiałów otrzymanych z dodatkiem jonów krzemu, co świadczy o niepożądanej stabilizacji chromu na trzecim stopniu utlenienia  przez krzem.

Słowa kluczowe: granat itrowo-glinowy, ceramika przezroczysta, pasywne modulatory dobroci

Strony 212-219

____________________________________________________________________________________________________________________

Badania dyfuzji srebra do szkła sodowo-wapniowego z użyciem analizy ewolucji plazmonowej

Marek Nocuń, Marcin Środa, Jerzy Jedliński, Krzysztof Lipień

Streszczenie

Srebro dyfundowało do szkiełek mikroskopowych ze stopu AgNO3/NaNO3. Powierzchniowy rezonans plazmonowy nanocząstki Ag analizowano za pomocą spektroskopii optycznej. Mechanizm wzrostu kryształów srebra analizowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wyposażonej w technikę dyfrakcji energii rentgenowskiej (EDS). Ewolucję lokalnego rezonansu plazmonowego powierzchni badano za pomocą spektroskopii UV-VIS. Próbki analizowano również za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS) i elipsometrii.

Słowa kluczowe: szkło, srebro, dyfuzja, elipsometria

Strony 220-227

____________________________________________________________________________________________________________________

Zeolitowe materiały porowate na bazie aktywowanego alkalicznie metakaolinu

Piotr Rożek, Maciej Kubowicz, Włodzimierz Mozgawa, Magdalena Król

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwością otrzymania porowatych materiałów zeolitowych na bazie geopolimeru. Do syntezy tych materiałów wykorzystano metakaolin, który następnie aktywowano alkalicznie roztworem wodorotlenku sodu, a w roli środka porotwórczego zastosowano nadtlenek wodoru. W czasie syntezy w materiale wykrystalizował zeolit A, co określono za pomocą analizy rentgenowskiej (XRD). Jego obecność potwierdziły też widma w podczerwieni (FT-IR) oraz obrazy uzyskane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Określono też wpływ ilości dodanego środka porotwórczego na porowatość, gęstość pozorną oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanych materiałów. Najkorzystniejszy stosunek wytrzymałości do porowatości uzyskano dla dodatku nadtlenku wodoru w zakresie 0,12% – 0,25%.

Słowa kluczowe: zeolit, geopolimer, alkaliczna aktywacja, porowatość, wytrzymałość na ściskanie

Strony 228-237

____________________________________________________________________________________________________________________

Wpływ mikrostruktury na właściwości transportowe kompozytów BCZY/LNZ dla jednowarstwowych ogniw paliwowych

Tadeusz Miruszewski, Aleksandra Mielewczyk-Gryń, Stefania Jones, Piotr Winiarz, Kacper Dzierzgowski, Iga Szpunar, Krzysztof Zagórski, Sebastian Wachowski, Maria Gazda

Streszczenie

W artykule przedstawiono wpływ właściwości strukturalnych i mikrostrukturalnych na właściwości transportu elektrycznego. Próbki kompozytowe BaCe0,7Zr0,2Y0,1O3-δ (BCZY) i Li2O:NiO:ZnO (LNZ) z różną ilością polialkoholu winylowego (PVA) przygotowano drogą reakcji w fazie stałej. Porowatość spowodowana dodaniem PVA zmieniła poziom całkowitej przewodności z 5,8∙10-2 S∙cm-1 na 9,5∙10-4 S∙cm-1 w temperaturze 800 °C w suchym powietrzu. W wilgotnej atmosferze całkowita przewodność elektryczna wybranych kompozytów była inna niż zmierzona w suchym powietrzu, co może być związane z efektami powierzchniowymi w protonowo przewodzącym BaZrO3. Analizowano wpływ porowatości na właściwości elektryczne kompozytów i dyskutowano o jej szkodliwym charakterze.

Słowa kluczowe: przewodniki ceramiczne, przewodność elektryczna, ogniwa paliwowe

Strony 238-247

____________________________________________________________________________________________________________________

Wyznaczanie krzywej lepkości szkła na podstawie pomiarów dylatometrycznych

Marcin Środa, Szymon Świontek

Streszczenie

Lepkość szkła jest głównym parametrem technologicznym, który decyduje o możliwości przechłodzenia stopu i otrzymania materiału w postaci amorficznej. Wpływa również na sam proces produkcji wyrobów szklanych, który musi być dostosowany do krzywej lepkości. Zmiana lepkości odbywa się w szerokim zakresie, dla szkła krzemianowego od ok. 1020 dPa·s w temperaturze pokojowej do ok. 102 dPa·s w temperaturze topienia i klarowania, tj. ok. 1550 °C. Dla każdego zakresu temperatur stosuje się inną metodę pomiaru lepkości. Szczególnie trudno wyznaczyć lepkość w zakresie odprężania, transformacji i mięknięcia, gdyż stosuje się w tym przypadku metody izotermiczne wymagające osiągnięcia stanu równowagi. W niniejszej pracy zaproponowano nieizotermiczną (dynamiczną) metodę szacowania lepkości z pomiaru dylatometrycznego, opartą o analizę przebiegu zmian krzywej pomiarowej w zakresie powyżej punktu dylatometrycznego mięknięcia. Dokonano porównania wyników uzyskanych tą metodą, przy użyciu analizatora termomechanicznego (TMA), z wyznaczonymi krzywymi lepkości za pomocą wiskozymetru VIS 402 firmy Bahr.

Słowa kluczowe: lepkość, szkło, dylatometria, TMA, właściwości termiczne

Strony 248-257

____________________________________________________________________________________________________________________

Tworzywa silikatowe o ulepszonych właściwościach cieplnych: Część I

Zdzisław Pytel

Streszczenie

Wyroby wapienno-piaskowe, produkowane z wykorzystaniem tradycyjnych surowców mineralnych w postaci piasku kwarcowego i wapna palonego, odznaczają się wieloma cennymi zaletami. Jednocześnie obok korzystnych cech wytrzymałościowych oraz należytej trwałości, posiadają również mniej korzystne właściwości. Przykładem tego są ich właściwości cieplne, przejawiające się w relatywnie dużej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ, która zwykle zawiera się w przedziale 0,9-1,0 W/(m·K). Z tej przyczyny tego typu materiałów budowlanych nie możemy używać do wykonywania ścian jednowarstwowych w obiektach budowlanych, gdyż dla takiej przegrody nie uzyskamy wymaganej wartości współczynnika przenikania ciepła U. Zatem każde rozwiązanie technologiczne, prowadzące nawet do najmniejszej poprawy właściwości cieplnych wyrobów wapienno-piaskowych, jest bardzo interesujące, gdyż przynosi wymierne korzyści związane z obniżeniem kosztów eksploatacji obiektów z nich wykonanych. W związku z powyższym podjęto badania laboratoryjne zmierzające do uzyskania wyrobów silikatowych o ulepszonych właściwościach cieplnych. Zgodnie z przyjętą koncepcją badań efekt taki zakłada się osiągnąć poprzez częściową lub całkowitą substytucję tradycyjnego wypełniacza mineralnego w postaci piasku kwarcowego materiałem lekkim, odznaczającym się wysoką porowatością. Racjonalnym czynnikiem przemawiającym za przyjęciem takiego właśnie rozwiązania jest modyfikacja mikrostruktury tworzywa silikatowego szczególnie w zakresie mikroporowatości. Przykładem takiego surowca jest pył perlitowy powstający jako odpad w procesie produkcji perlitu ekspandowanego. Oceny efektywności wykorzystania tego materiału we wskazanym kierunku dokonano w oparciu o wynik analizy porównawczej obejmującej wartości współczynnika przewodzenia ciepła λ zasadniczo dwóch rodzajów tworzyw, tj. tworzywa referencyjnego uzyskanego z tradycyjnej mieszaniny surowcowej oraz serii tworzyw eksperymentalnych otrzymanych w oparciu o odpadowy pył perlitowy, pochodzący z różnych źródeł. Charakterystykę uzyskanych tworzyw autoklawizowanych uzupełniają również wyniki badań ich podstawowych cech użytkowych oraz struktury i mikrostruktury, przeprowadzonych metodami XRD oraz SEM + EDAX.

Słowa kluczowe: wyroby wapienno-piaskowe, odpadowy pył perlitowy, właściwości cieplne, współczynnik przewodzenia ciepła

Strony 258-275

____________________________________________________________________________________________________________________

Wpływ innowacyjnego medium piaskującego na połączenie tytan – porcelana dentystyczna

Małgorzata Lubas

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań stanu powierzchni próbek tytanowych (Grade 2) po przeprowadzanej obróbce mechanicznej z zastosowaniem różnych mediów piaskujących. Topografię powierzchni próbek metalicznych po procesie piaskowania zobrazowano za pomocą mikroskopu sił atomowych AFM. Przeprowadzone badania pozwoliły określić podstawowe parametry chropowatości - Ra, Rq i Rmax. Do piaskowania wykorzystano mieszaninę Al2O3/NaAlSi3O8/ZrO2-TiO2 oraz tradycyjnie stosowany w pracowniach protetycznych piasek korundowy (100% Al2O3). Na podstawie badań wytrzymałościowych (metoda trzypunktowego zginania) oraz badań mikroskopowych (SEM/EDS) określono wpływ zastosowanego medium piaskującego na jakość połączenia metal-porcelana dentystyczna.

Słowa kluczowe: porcelana dentystyczna, tytan, połączenie metal-ceramika, mikroskopia elektronowa

Strony 276-285

____________________________________________________________________________________________________________________

Właściwości mechaniczne kompozytów typu ATZ otrzymanych w procesie spiekania mieszaniny proszków dwutlenku cyrkonu o różnym składzie chemicznym

Marek Grabowy, Karolina Maciewicz, Maciej Łuszcz, Zbigniew Pędzich, Mirosław M. Bućko

Streszczenie

Kompozyty na osnowie tetragonalnego dwutlenku cyrkonu, zawierające wtrącenia korundowe (alumina toughened zirconia, ATZ), są jednym z podstawowych i częściej stosowanych ceramicznych tworzyw konstrukcyjnych. Właściwości mechaniczne tego typu kompozytów, głównie wytrzymałość i odporność na kruche pękanie, silnie zależą od ich składu chemicznego, fazowego i mikrostruktury. Celem niniejszej pracy było otrzymanie kompozytów ATZ w procesie spiekania mieszaniny dwóch proszków ZrO2 o różnym składzie chemicznym z niewielkim (1,5% mas.) dodatkiem nanometrycznego proszku korundu, a także określenie ich mikrostruktury i podstawowych właściwości mechanicznych. Użyto nanometrycznego proszku czystego dwutlenku cyrkonu i proszku zawierającego 4% mol. tlenku itru, a ich ilości w mieszaninie z nanokorundem dobrano tak, aby końcowy produkt miał nominalnie 3% mol. Y2O3. 1,5% mas. nanometrycznego tlenku glinu Do takiej mieszaniny proszków dodano 10% lub 20% obj. proszku submikronowego korundu po czym wypraski spiekano w 1450 °C przez 2 h. Tak otrzymany materiał cechował się wyższą wartością współczynnika krytycznej intensywności naprężeń, lecz niższą wytrzymałością na zginanie w stosunku do spieku otrzymanego w tych samych warunkach z jednofazowego proszku. Obecność ziaren tlenku glinu w każdym przypadku podnosiła zarówno odporność na kruche pękanie, jak i wytrzymałość.

Słowa kluczowe: dwutlenek cyrkonu, tlenek glinu, kompozyty, dwutlenek cyrkonu wzmocniony tlenkiem glinu, właściwości mechaniczne

Strony 286-294

____________________________________________________________________________________________________________________

Analiza bibliometryczna czasopisma Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials na podstawie bazy Web of Science Core Collection

Anna Chadaj, Danuta Ryś

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki analizy bibliometrycznej czasopisma Materiały Ceramiczne wraz z wcześniejszymi wariantami tytułu (Biuletyn Przemysłu Materiałów Ogniotrwałych, Materiały Ogniotrwałe, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials) od roku 1946 do 2018. Badania przeprowadzono w oparciu o zeszyty czasopisma z lat 1946-2018 oraz bazę cytowań Web of Science Core Collection. Analizie poddano liczbę artykułów i cytowań w aspekcie chronologicznym. Ustalono, którzy autorzy najczęściej publikowali w czasopiśmie oraz z jakimi instytucjami byli związani. Obliczono współczynnik cytowalności w poszczególnych latach. Ustalono najczęściej cytowane prace oraz wskazano błędy występujące w bibliografiach załącznikowych artykułów cytujących oraz w bazie WoSCC, utrudniające wyszukanie i identyfikację cytowań. Starano się też odpowiedzieć na pytanie, czy czasopismo spełnia kryteria wymagane dla czasopism rejestrowanych w ramach Emerging Sources Citation Index stanowiącym część WoSCC.

Słowa kluczowe: analiza bibliometryczna, cytowania publikacji naukowych, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, Web of Science Core Collection

Strony 295-320

____________________________________________________________________________________________________________________

Biuletyn/Newsletter

Strona 320

Opublikowane: 2020-03-18
Wyświetl wszystkie numery

Kwartalnik  Materiały Ceramiczne /Ceramic Materials/  jest czasopismem udostępniającym swoje łamy do prezentowania wyników oryginalnych badań dotyczących wytwarzania, budowy i właściwości materiałów ceramicznych. Autorzy mogą szybko opublikować artykuły o charakterze eksperymentalnym i technologicznym, które dotyczą wszystkich zagadnień nauki o materiałach ceramicznych i technologii ceramicznej. Artykuły te mogą być związane zarówno z ceramiką konstrukcyjną, funkcjonalną, jak i tradycyjną. Szczególnie pozytywnie widziane są artykuły pokazujące zastosowanie wiedzy o ceramice w rozwoju zaawansowanych materiałów i technologii prowadzące do poprawy jakości, niezawodności i technicznych możliwości wyrobów ceramicznych. Odpowiednie procedury recenzowania zapewniają utrzymanie wysokiego standardu wartości naukowej prac.