|
|
|
|
|
|
|
|
|
» Wpływ dodatku ceramiki cyrkonowej na biotolerancję powłok hydroksyapatytowych
|
|
agata dudek  renata włodarczyk
Doświadczenia kliniczne z biomateriałami metalicznymi wskazują,
iż poprawa własności fizykochemicznych jest możliwa przez wytworzenie
na ich powierzchni powłok bioceramicznych, których
odpowiednia porowatość stwarza możliwość wrastania w nie tkanki
biologicznej, co w konsekwencji może prowadzić do pełnej regeneracji
kości. Szerokie zastosowanie warstwy bioceramicznej HAp
w medycynie uzasadniają liczne zalety, takie jak: brak po zaimplantowaniu
efektów cytotoksycznych oraz rakotwórczych, wysoka
czystość chemiczna, dobra adaptacja w organizmie oraz korzystny
skład chemiczny [1÷3]. Implanty o powierzchni pokrytej HAp mają
jednak i wady. W wyniku obróbki termicznej dochodzi do dekompozycji
hydroksyapatytu i powstania chemicznej niejednorodności
powłoki. Zmiany te prowadzą w rezultacie do degradacji powłoki
w ustroju oraz zmniejszają jej biokompatybilność.
Jedne z aktualnie podejmowanych kierunków badań koncentrują
się na modyfikowaniu powłok HAp dodatkiem tlenku cyrkonu
stabilizowanego itrem (YSZ - Ytrrium Stabilized Zirconia). Tlenek
cyrkonu mający dobre własności wytrzymałościowe jest wykorzystywany
do wzmocnienia materiałów kruchych. Badania opisane
między innymi w pracach [4÷8] dowodzą, że dodatek YSZ poprawia
własności wytrzymałościowe warstwy HAp oraz połączenia
podłoże-powłoka. Ponadto dodatek zmodyfikowanej ceramiki
tlenkowej redukuje ilość powstającego w powłoce, kruchego tlenku
wapnia CaO oraz stabilizuje fazę HAp.
Przedmiotem badań prezentowanych w pracy jest wpływ dodatku
ceramiki cyrkonowej na odporność korozyjną oraz zwilżalność
powłok bioceramicznych.
Materiał i metodyka badań
Do wykonania powłok metodą natryskiwania plazmowego wykorzystano
dostępne komercyjnie następujące proszki:
-- hydroksyapatyt Ca10(PO4)6(OH)2 charakteryzujący się wysokim
stopniem czystości (powyżej 99% mas.: Pb - 0,8 ppm,
As < 1,0 ppm, Cd < 0,1 ppm, Hg < 0,1 ppm) oraz stosunkiem
molowym Ca/P = 1,67,
oraz dwa rodzaje tlenków cyrkonu modyfik[...]
więcej»
w zeszycie
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2011/4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» Charakterystyka spiekanych stali stopowych przeznaczonych na okładki ogniw paliwowych
|
|
Renata Włodarczyk Agata Dudek Zygmunt Nitkiewicz
W dobie wyczerpujących się paliw kopalnych oraz dużego zanieczyszczenia
środowiska poszukuje się rozwiązań technicznych,
prowadzących do generowania energii z wysoką sprawnością i jednocześnie
znikomą ilością zanieczyszczeń. Praca ogniwa paliwowego
polega na generowaniu energii elektrycznej powstałej z reakcji
utleniania dostarczanego paliwa [1].
Na rysunku 1 przedstawiono budowę niskotemperaturowego
ogniwa paliwowego typu PEMFC (Proton Exchange Membrane
Fuel Cell - ogniwo paliwowe z membraną protono-wymienną).
Pojedyncze ogniwo składa się z dwóch elektrod przedzielonych
membraną oraz z zewnętrznych okładek. Paliwo (H2) oraz utleniacz
(O2) doprowadzane są do elektrod kanalikami znajdującymi się
na okładkach ogniwa. Na powierzchni elektrod zachodzą reakcje
elektrochemiczne - na elektrodzie ujemnej utlenianie wodoru, a na
elektrodzie dodatniej redukcja tlenu [2].
Zadaniem priorytetowym wielu ośrodków naukowych, zajmujących
się badaniami nad ogniwami paliwowymi, jest wydłużenie
czasu pracy ogniwa, redukcja masy oprzyrządowania, zmniejszanie
kosztów produkcji [3].
Okładki/interkonektory (bipolar plates BPs) stanowią około
80% masy całkowitej ogniwa oraz około 45% kosztów produkcji.
Odgrywają zatem znaczącą rolę w projektowaniu tego typu generatorów.
Rolą BPs w ogniwie jest między innymi: równomierne
rozprowadzenie reagentów do miejsc aktywnych, odprowadzenie
ciepła, przewodzenie prądu między celami oraz przeciwdziałanie
wyciekaniu reagentów i chłodzeniu mediów. Ze względu na wielofunkcyjność
okładek, materiały przeznaczone na te elementy
ogniwa powinny wykazywać szczególne własności fizyczne oraz
chemiczne. Materiały, z których wykonywane są interkonektory,
powinny charakteryzować się przede wszystkim dobrym przewodnictwem
ciepła i prądu. Inne ważne wymagane własności fizyczne
to: wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej i hydrofobowości,
odporność na korozję.
Klasyfikację materiałów przeznaczonych na BPs przedstawiono
na [...]
więcej»
w zeszycie
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2010/2
|
|
|
» Spiekane stale nierdzewne jako okładki ogniw paliwowych - wpływ parametrów spiekania
|
|
renaTa WłodarCzyk aGaTa dUdek zyGmUnT niTkieWiCz
Ogniwo paliwowe jest
urządzeniem elektrochemicznym, w którym ener-
gia chemiczna zawarta w paliwie jest bezpośred-
nio zamieniana na energię elektryczną. Produktami
ubocznymi tej konwersji są jedynie woda i ciepło
[1]. Czynnikami, wpływającymi na intensywność
zachodzących procesów elektrochemicznych, są
właściwości materiałów wykorzystywanych na ele-
menty ogniwa oraz środowisko pracy ogniwa. Prace
nad ogniwami paliwowymi, koncentrują się obec-
nie nad wydłużeniem czasu pracy, redukcją masy
i gabarytów oraz obniżeniem kosztów produkcji.
Pojedyncza cela ogniwa paliwowego składa się z
membrany/elektrolitu oraz elektrod po obu jej stro-
nach. Całość zamknięta jest z obu stron okładkami/
interkonektorami bipolarnymi lub monopolarnymi.
Okładki ogniwa stanowią zasadniczy element gene-
ratora gdyż stanowią 80 % masy oraz 45 % kosztów
ogniwa [2÷5]. Do zadań okładek należy równomier-
ne rozprowadzenie paliwa gazowego oraz powietrza,
przewodzenie prądu elektrycznego między sąsiadu-
jącymi ze sobą celami, odprowadzanie ciepła z ogni-
wa oraz nie dopuszczanie do wytworzenia wycieków
gazów i wychłodzenia.
W pracy przedstawiono możliwości zastosowa-
nia materiałów spiekanych do wytwarzania elemen-
tów generatorów energii elektrycznej i ciepła.
2. Materiał do badań i metodyka badań. Do badań użyto zakupiony komercyjnie proszek
304LHD (odpowiednik stali X2CrNi 19-11 według
PN-EN ISO 10088-1: 2007) rozpylany wodą. Skład
chemiczny proszku prezentuje tabl. 1. Morfologię
proszku 304LHD określoną na mikroskopie ska-
dr inż. renaTa WłodarCzyk
Politechnika Częstochowska, Katedra Inżynierii Energii
ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa
dr inż. aGaTa dUdek
Prof. dr hab. inż. zyGmUnT niTkieWiCz
Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Materiałowej
al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa
e-mail: dudek@wip.pcz.pl
piekane stale nierdzewne jako okładki ogniw paliwowych - wpływ
parametrów spiekania
Sintered[...]
więcej»
w zeszycie
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE 2011/5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Strona 1
|
Twój Profil
Twój koszyk
