Wyniki 1-10 spośród 19 dla zapytania: authorDesc:"Krystian Król"

Automatyczny system do badania zmęczenia cieplnego stopów odlewniczych


  Metale żelazne, a szczególnie stopy żelaza znajdują powszechne zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu i są powszechnie stosowane w przemyśle maszynowym, kolejowym, motoryzacji, jako materiał do wytwarzania korpusów maszyn, płyty fundamentowe, obciążniki, pierścienie tłokowe oraz inne elementy mechaniczne. Ponadto żeliwa ze względu na znaczną pojemność cieplną stosuje się jako osłony ogniotrwałe we wkładach kominkowych oraz żeberka grzejników. Współcześnie dominującą rolę w odlewnictwie odgrywają żeliwa szare [1]. Materiał ten charakteryzuje się niewielkim skurczem odlewniczym, wysoką rzadkopłynnością, a więc bardzo dobrze wypełnia nawet bardzo skomplikowane formy odlewnicze oraz stosunkowo niską ceną. Żeliwa szare i inne stopy z grupy żeliw nie są jednak pozbawione wad. Do najpoważniejszych można zaliczyć niezbyt dużą wytrzymałość zmęczeniową. Ze względu na szereg zastosowań w których materiał poddawany jest znacznym zmianom temperatur (piece, korpusy silników spalinowych) znaczący spadek wytrzymałości mechanicznej jest spowodowany zjawiskiem zmęczenia cieplnego. Zmęczeniem cieplnym nazywamy proces stopniowej degradacji parametrów mechanicznych na skutek powstania i rozwoju defektów strukturalnych oraz powstawania pęknięć sieci na skutek zmian energii wewnętrznej pod wpływem okresowo zmiennego pola temperatury. Aby zapowiedz występowaniu tego zjawiska w procesie metalurgicznym wprowadza się różne modyfikacje polegające n. na wcześniejszym rozdrobnieniu grafitu wchodzącego w skład żeliwa [2] lub wprowadzeniu do stopu dodatkowych pierwiastków takich jak chrom, nikiel, molibden, czy aluminium, które modyfikują właściwości stopu. Aby określić rzeczywisty wpływ modyfikacji składu chemicznego i technologii prowadzenia obróbki odlewniczej, na parametry wytrzymałościowe, należy przeprowadzić szereg badań polegających na obciążaniu termicznym standaryzowanych próbek materiału odlewniczego. Ze względu na mnogość czynników wpływa[...]

Porównanie parametrów tranzystorów MO SFET wykonanych w technologii Si oraz SiC DOI:10.15199/ELE-2014-066


  Tranzystory MOSFET wykonane w technologii krzemowej znalazły bardzo szerokie zastosowanie w układach przekształtników mocy. Wraz z rozwojem technologii wypierają one skutecznie rozwiązania oparte na tranzystorach bipolarnych, czy tyrystorach w zastosowaniach o coraz większej mocy wyjściowej. W artykule skoncentrowano się na zastosowaniach elektronicznych elementów przełączających w zasilaczach impulsowych oraz falownikach o mocy wyjściowej do 10 kW. W tego typu zastosowaniach, w zakresie niskich napięć do 200 V parametry tranzystorów MOSFET są znacząco lepsze od parametrów innych typów elektronicznych elementów przełączających [1]. W przypadku wyższych napięć w zakresie od 200 do 1200 V przewaga tranzystorów MOSFET nie jest już tak jednoznaczna. Czym wyższe jest dopuszczalne napięcie pracy tranzystora MOSFET tym wyższa jest rezystancja dren-źródło tranzystora (RDS(ON)) przy założeniu, że pozostałe parametry nie ulegają zmianie. W zakresie wyższych napięć wykorzystywane są również tranzystory IGBT. Ten rodzaj tranzystora wykazuje przewagę parametrów w zakresie napięć rzędu 1200 V i prądów powyżej jednego ampera. Takie porównanie parametrów jest bardzo uproszczone. Nie wzięto pod uwagę chociażby częstotliwości przełączania elementów. Waga poszczególnych parametrów zmienia się w zależności od zastosowania. Próbę bardziej kompleksowego porównania można znaleźć w [1]. W ostatnich latach pojawiła się komercyjnie dostępna alternatywa dla krzemowych tranzystorów MOSFET oraz IGBT - tranzystory wykonane z węglika krzemu (SiC) [2, 3]. Takie tranzystory dostępne są już komercyjnie a ich cena spadła do poziomu uzasadniającego ich zastosowanie w ni[...]

Wpływ układu kluczującego na dokładność odwzorowania napięcia w układach próbkująco-pamiętających realizowanych w scalonej technologii CMOS DOI:


  Układy próbkująco-pamiętające znajdują szerokie zastosowanie we współczesnych układach scalonych, szczególnie w przetwornikach analogowo-cyfrowych, gdzie stosowane są na wejściach jako pamięci analogowe, zwiększające dokładność konwersji analogowo-cyfrowej. Rozwój techniki cyfrowej, którego głównym motorem jest ciągły rozwój technologii CMOS, polega na dążeniu do zwiększenia funkcjonalności układów poprzez zwiększanie upakowania i szybkości przełączania elementów układów scalonych. Wiąże się to ze zmniejszaniem napięć zasilających. Jest to dużym problemem przy realizacji scalonych układów analogowych, od których wymaga się zazwyczaj dużej liniowości. Problem ten jest szczególnie istotny w najpopularniejszej dziś technologii produkcji układów cyfrowych - technologii CMOS. Wynika to faktu, że wraz z rosnącą gęstością upakowania elementów i skalowaniem wymiarów charakterystycznych kolejnych generacji technologicznych maleją napięcia zasilające, lecz napięcia progowe tranzystorów skalują się słabo [1]. Z wyżej wymienionych powodów, krytyczna dla dokładności konwersji analogowo-cyfrowej, realizacja scalonej wersji układu próbkująco-pamiętającego o zadowalających parametrach stanowi złożony problem. Problem ten jest szczególnie istotny w przypadku przetworników szybkich, realizowanych głównie jako układy z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego o szerokim paśmie dopuszczalnych częstotliwości wejściowych [2, 3]. O dokładności układu próbkująco-pamiętajcego decyduje głównie układ kluczujący [4]. Istotne jest zatem, aby zagwarantować realizację układu kluczującego o dużej dokładności. W artykule porównano różne realizacje układów kluczujących w technologii CMOS 350 nm, pod kątem ich zastosowań w dokładnych przetwornikach analogowo cyfrowych pracujących w szerokim zakresie częstotliwości sygnału wejściowego, z wyjściem niesymetrycznym. Mechanizm działania układu próbkująco- -pamiętającego Schemat blokowy napięciowego układu próbkująco[...]

Modelowanie kinetyki procesu utleniania termicznego węglika krzemu


  Klasyczna technologia krzemowa ma pewne ograniczenia, które znacznie redukują możliwości jej zastosowania w przyrządach dużej mocy, pracujących w wysokich temperaturach i przy wysokich napięciach, co wynika przede wszystkim z właściwości elektrofizycznych krzemu. Jednym z fundamentalnych ograniczeń jest wzrost koncentracji samoistnej nośników wraz ze wzrostem temperatury przyrządu. Bezpośredni wpływ na to zjawisko ma szerokość przerwy zabronionej, charakterystycznej dla danego materiału. Od wielu lat bada się materiały o dużej szerokości przerwy zabronionej, które mają znacznie lepsze właściwości (np. termiczne) w wymienionych zastosowaniach niż krzem. Materiałem, który rokuje największe nadzieje na rozwiązanie tych problemów, jest węglik krzemu (SiC). Materiał charakteryzuje się dużą szerokością przerwy zabronionej (2,4…3,26 eV w zależności od politypu [1]), co umożliwia pracę przyrządów półprzewodnikowych w wysokich temperaturach, nawet do 800°C [2], wysokim krytycznym polem elektrycznym, dużą przewodnością cieplną oraz wysoką maksymalną prędkością unoszenia nośników. Ponadto materiał ten ma istotną przewagę nad innymi materiałami o szerokiej przerwie zabronionej - jako jedyny daje możliwość wytwarzania naturalnego dielektryka SiO2 w procesie utleniania termicznego. To właśnie ta cecha wywołała duże zainteresowanie węglikiem krzemu, ponieważ proces utleniania termicznego jest dobrze opanowany w technologii krzemowej. Możliwość wytworzenia dobrej jakości dielektryka jest krytyczna z punktu widzenia rozwoju przyrządów MIS (metal/dielektryk/półprzewodnik). W ostatniej dekadzie duży wysiłek i nakłady włożono w próbę wytworzenia tranzystora mocy MOSFET na węgliku krzemu z powodu jego potencjalnie znacznie lepszych właściwości w porównaniu z tranzystorem krzemowym, szczególnie w zastosowaniach związanych z szybkim przełączaniem w układach mocy przy ograniczonych stratach. Jednakże współcześnie otrzymywane tranzystory MO[...]

Temperature control for disposable lab-on-chip microsystems


  The rapid development of lab-on-chip microsystems for chemical or biochemical analysis have taken place for last years. Many of analytical reactions should be carried out at defined temperature so they need temperature stabilization. The microsystems for biochemical analysis of human fluids should be disinfected thoroughly or used only once. The disposable parts of microsystem need to be very simple, cheap and environment friendly because of the large number of these components applied and disposed, for example microsystems for dialysis monitoring. The aim of this work was to elaborate very simple, cheap and environment friendly system for temperature stabilization of disposable postdialysate fluids analysis microsystem. Temperature measurement methode for lab-on-chip application In typical temperature control applications two separate elements are used - heater and temperature sensor. The disadvantage of such approach in microsystem technology is necessity of applying tw[...]

Utlenianie węglika krzemu: charakteryzacja procesu i metody symulacji kinetyki DOI:10.15199/ELE-2014-086


  Klasyczna technologia krzemowa osiąga bariery, które znacznie ograniczają możliwości jej zastosowania w urządzeniach dużej mocy i pracujących w wysokich temperaturach. Jednym z fundamentalnych ograniczeń jest wzrost koncentracji samoistnej nośników w półprzewodnikach wraz ze wzrostem temperatury. Bezpośredni wpływ na wartość koncentracji samoistnej ma szerokość przerwy energii zabronionych danego materiału. Od wielu lat bada się materiały o dużej szerokości przerwy zabronionej, które mają znacznie lepsze właściwości w wymienionych zastosowaniach niż krzem. Materiałem, z którym wiązane są największe nadzieje na rozwiązanie tych problemów, jest węglik krzemu (SiC). Materiał ten charakteryzuje się dużą szerokością przerwy zabronionej (2,4-3,26 eV w zależności od politypu [1]), co umożliwia pracę przyrządów SiC w wysokich temperaturach, nawet 700-800oC [2], wysokim krytycznym polem elektrycznym, dużą przewodnością cieplną oraz wysoką maksymalną prędkością unoszenia nośników. Ponadto materiał ten ma istotną przewagę nad innymi półprzewodnikami o szerokiej przerwie zabronionej - jako jedyny ma możliwość wytwarzania naturalnego, wysokiej jakości (z punktu widzenia właściwości objętościowych) dielektryka (SiO2) w procesie utleniania termicznego. Jest to jeden z elementów, który wywołał duże zainteresowanie węglikiem krzemu, ponieważ proces utleniania termicznego jest dobrze znany z technologii krzemowej i jest jednym z najlepiej opanowanych procesów technologicznych W ostatnim okresie dużo prac poświęcono próbom wytworzenia tranzystora mocy MOSFET na podłożach z węglika krzemu, z powodu potencjalnie znacznie lepszych właściwości w porównaniu z tranzystorem krzemowym, szczególnie w zakresie zastosowań związanych z szybkim przełączaniem w układach mocy. Współczesne tranzystory MOSFET SiC charakteryzują się jednak znacznie mniejszą niż przewidywana ruchliwością efektywną nośników w kanale. Tłumaczy się to dużą gęstością defektów na gra[...]

Investigation of silicon nitride and DLC thin films hardness deposited with RF PECVD method DOI:10.15199/13.2015.11.8


  Silicon nitride (SiNx) and diamond like carbon (DLC) thin films has already found a wide range of applications in electronic and optical industry [1,2]. These films have a number of useful properties such as low density, resistance to high temperatures, low electrical conductivity, thermal shock resistance, abrasion and oxidation resistance [3-5]. Due to high hardness and the etching selectivity with SiO2, silicon nitride is used as a planarization layer - CMP - stop (Chemical Mechanical Polishing) in STI technology (Shallow Trench Isolation). SiNx with thickness ranging from 50 nm to 200 nm is also an excellent antireflective, passivation and protective coating for silicon solar cells [6]. For both passivation and protective purposes silicon nitride and DLC films provide a diffusion barrier against water molecules and sodium ions [7]. Moreover, both materials exhibit very good chemical stability and inertness, qualities which are important in the design of reliable biochemical and biomedical devices [8]. For most of the optical and sensing applications, thickness, optical and mechanical properties of thin films play a critical role in performance of the device [9,10]. Properties such as refractive index of SiNx films can be tuned from those similar to Si3N4 (n = 2.0) to those of amorphous silicon (n = 3.5) [8]. Whereas refractive index of DLC films varies with with the hydrogen content and the sp2/sp3 ratio, exhibiting values from 1.8 to 2.2 in the infrared spectral range. Moreover, both films show very low optical absorption in the infrared and due to these excellent optical properties, waveguides based on the films have transmission losses as low as 0.1 and 0.3 dB/cm for SiNx and DLC films respectively [8-10]. Similarly, as in the case of optical properties, good mechanical properties of DLC and SiNx films, i.e. hardness and Young’s modulus play a significant role in the proper operation of the optical system. In th[...]

Analiza wydajności obliczeniowej mikrokontrolerów ARM Cortex M na przykładzie STM32 DOI:10.15199/13.2015.11.18


  Celem artykułu jest porównanie wydajności obliczeniowej mikrokontrolerów wykorzystujących rdzenie z rodziny Cortex M na przykładzie mikrokontrolerów STM32. Mikrokontrolery ARM Cortex M stają się w ostatnich latach coraz popularniejsze wypierając z rynku mikrokontrolery 8- i 16-bitowe. Rodzina Cortex M, będąca podzbiorem rodziny Cortex która to z kolei jest podzbiorem architektury ARM, przeznaczona jest do wykorzystania w mikrokontrolerach ogólnego przeznaczenia i dzieli się na kilka podkategorii (M0, M1 itp.). Rodzina ta rozszerzyła się w ostatnim roku o nową wersję rdzenia - Cortex M7 - najbardziej wydajny z dostępnych rdzeni serii M. W tabeli 1 zawarto krótkie porównanie parametrów rdzeni z rodziny Cortex M [1]. Firma ARM zajmuje się projektowaniem różnorodnych rdzeni architektury ARM (tzw. IPcore). Poszczególni producenci elementów półprzewodnikowych implementują następnie wybrane wersje rdzeni uzupełniając je o peryferia i pamięci FLASH oraz RAM tworząc gotowy procesor lub mikrokontroler. W związku z taką polityką dostępne są na rynku mikrokontrolery różnych firm implementujące ten sam rdzeń procesora jednak różniące się prędkością pracy, rozmiarami pamięci i dostępnymi peryferiami. W prezentowanym artykule przedstawiono porównanie parametrów mikrokontrolerów z rdzeniami rodziny Cortex M produkowanych przez firmę STMicroelectronics w popularnej serii STM32. W serii tej występują mikrokontrolery wyposażone w rdzenie M0+, M3, M4 oraz najnowszy M7. W tabeli 2 zestawiono wybrane parametry poszczególnych serii mikrokontrolerów z rodziny STM32. W rodzinie tej dostępny jest duży wybór mikrokontrolerów różniących się osiągami i peryferiami nawet w obrębie serii opartych na tym samym modelu rdzenia Cortex. Mikrokontrolery te posiadają bogaty zestaw peryferiów które obejmują przetworniki analogowo-cyfrowe, cyfrowo-analogowe, liczniki (timery), interfejsy komunikacyjne SPI, UART itp. Niektóre modele posiadają również peryferia mn[...]

Wpływ wygrzewania na jakość warstw SiO2 wytwarzanych na podłożach 4H-SiC metodą utleniania termicznego


  Węglik krzemu (SiC) jest półprzewodnikowym materiałem szerokopasmowym, charakteryzującym się bardzo korzystnymi właściwościami elektrofizycznymi, w porównaniu do powszechnie wykorzystywanego krzemu, dla zastosowań w elektronice wysokotemperaturowej oraz wysokich częstotliwości. Na szczególną uwagę zasługuje przede wszystkim dziesięciokrotnie wyższa w porównaniu z krzemem wartość krytycznego pola elektrycznego, ale także duża przewodność cieplna, duża prędkość unoszenia elektronów przy wysokich wartościach pola elektrycznego oraz duża odporność na promieniowanie [1]. Jedną z podstawowych zalet tego materiału z punktu widzenia technologii wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych, predysponującą go do zastosowań w mikroelektronice, jest możliwość wytwarzania naturalnego dielektryka w postaci SiO2 w procesie utleniania termicznego. Cechy tej nie posiadają inne wykorzystywane dzisiaj półprzewodnikowe materiały szerokopasmowe. Niestety, chociaż proces utleniania termicznego jest bardzo dobrze poznany w przypadku technologii krzemowej, utlenianie SiC jest procesem złożonym i wieloetapowym. Otrzymywane w ten sposób tlenki termiczne na węgliku krzemu charakteryzują się parametrami uniemożliwiającymi otrzymywanie przyrządów unipolarnych o parametrach porównywalnych z przyrządami krzemowymi. Główną przeszkodą w otrzymywaniu tlenków termicznych o dobrych właściwościach jest powstawanie zanieczyszczeń węglowych w postaci agregatów węglowych, w szczególności dimerów węglowych oraz międzywęzłowych atomów krzemu i węgla, emitowanych pod wpływem naprężeń związanych z przebudową powstającego tlenku [2]. Skutkuje to dużą gęstością aktywnych elektrycznie pułapek o poziomach energetycznych zlokalizowanych wewnątrz przerwy zabronionej SiC. W celu redukcji ilości pułapek powstających w czasie utleniania zaproponowano przeprowadzanie serii wygrzewań niskotemperaturowych w atmosferze tlenowej, prowadzonych w temperaturze niższej niż temperatura u[...]

High voltage power supply for excitation of cold emission of electrons from a carbon nanotube cathode


  The goal of the Nanocafe project is preparation of a new type of cold cathode based on nanocomposite material that is nanostructural carbonaceous film. This film consists of composite nanostructural material built of carbon nanotubes, carbonaceous and metal nanocrystals. Also, a prototype of light source, using this new type of a cathode, as a source of electrons, is to be constructed. A special high voltage direct current power supply was designed and constructed. This power supply is used to power and test nanocarbon electron emitters. This device consists of four sections, al[...]

 Strona 1  Następna strona »