Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"JACEK GRZEGORZ CHĘCMANOWSKI"

Wpływ rodzaju obróbki cieplnej wielowarstwowych powłok SiO2 otrzymanych metodą zol-żel na zachowanie korozyjne stali nierdzewnej typu 316L

Czytaj za darmo! »

Otrzymano wielowarstwowe powłoki ochronne SiO2 na stali chirurgicznej typu 316L wykorzystując metodę zol-żel. Powłoki ceramiczne otrzymano metodą zanurzeniową z zolu, w którym prekursorem był tetraetoksysilan (TEOS). Pozostałe składniki zolu to: alkohol etylowy, kwas azotowy (V) oraz kwas octowy. Powłoki 2-, 4-, 6-, 8-, i 10-warstwowe wypalano w temperaturze 400oC stosując dwie różne metody o[...]

Właściwości ochronne powłok ceramicznych wytworzonych metodą zol–żel w środowisku płynów fi zjologicznych

Czytaj za darmo! »

Metodą zol-żel otrzymano pięciowarstwowe powłoki ochronne ZrO2-TiO2 na stali 316L, spiekane w temperaturze 300°C. Powłoki ceramiczne osadzano metodą zanurzeniową z zolu, w którym prekursorem był tetrabutanolan zyrkonu (ZrBu) oraz tetrabutanolan tytanu (TiBu). Próbki niemodyfi kowanej stali 316L oraz stali z powłokami ZrO2-TiO2 eksponowano w płynach ustrojowych: roztworze Hank’a, roztworze Ringera, roztworze sztucznej krwi (SBF) oraz roztworze Tyrode’a. Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (E’); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK (iE = -750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo-anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (i0) oraz przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki ZrO2-TiO2 spełniają funkcję ochronną podłoża stali 316L, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której osadza się hydroksyapatyt. Skład chemiczny płynów ustrojowych wpływa na odporność korozyjną stali 316L. Słowa kluczowe: zol-żel, ZrO2-TiO2, roztwór sztucznej krwi, płyny ustrojowe, stal 316L, hydroksyapatyt, biomateriał The protective properties of ceramic coatings obtained by sol-gel method exposited in physiological solutions The fi ve-layer ZrO2-TiO2 protective coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 300°C on stainless steel type 316L. The ceramic coatings were deposited from sol with the dip-coating method. Zirconium(IV)butoxide (ZrBu) and titanium(IV)butoxide (TiBu) ware used as a precursor. The samples stainless steel 316L without coatings and steel 316L with ZrO2-TiO2 coatings were exposition in various physiological solutions: Hank solution, Ringer solution, simulated body fl uid (SBF) and Tyrode solution. On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (E’); current density at potential -750 mVNEK (iE = -750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition potential (EK-A);[...]

Skuteczność ochronna powłok ceramicznych typu SiO2-Al2O3-ZrO2 otrzymywanych metodą zol-żel na stali 316L eksponowanej w płynach ustrojowych


  Na powierzchni stali 316L otrzymano metodą zol-żel pięciowarstwowe powłoki SiO2-Al2O3-ZrO2, spiekane w temperaturze 200 lub 500°C, o różnej zawartości cyrkonu. Zastosowano prekursory: tetraetoksysilan (TEOS), tri-sec-butanolan glinu (TBA) i tetraetoksycyrkonian (ZrEt). Stosunek molowy Si:Al:Zr wynosił: 1:1:1, 1:1:0,1 oraz 1:1:0,01. Próbki niepokrytej stali 316L oraz z powłokami SiO2-Al2O3-ZrO2 eksponowano w płynach ustrojowych: Ringera lub sztucznej krwi (SBF). Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (Ekor); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK (iE=-750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo-anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (ikor), przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki SiO2-Al2O3-ZrO2 spełniają funkcję ochronną dla podłoża ze stali 316L, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której prawdopodobnie osadza się ceramika apatytowa, np. hydroksyapatyt. Słowa kluczowe: zol-żel, SiO2-Al2O3-ZrO2, roztwór sztucznej krwi, roztwór Ringera, płyny ustrojowe, stal 316L, hydroksyapatyt, biomateriał The protective effectiveness of ceramic coatings obtained by sol-gel method exposited in physiological solutions The fi ve-layer SiO2-Al2O3-ZrO2 coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 200 or 500°C at various contents of zirconium on stainless steel type 316L. Tetraethoxysilane (TEOS), aluminum sec-butoxide (TBA) and zirconium(IV) ethoxide (ZrEt) were used as a precursor. The molar ratio Si:Al:Zr were obtained: 1:1:1, 1:1:0.1 and 1:1:0.01. The samples stainless steel 316L without coatings and steel 316L with SiO2-Al2O3-ZrO2 coatings were exposited in various physiological solutions: Ringer solution or simulated body fl uid (SBF). On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (Ekor); current density at potential -750 mVNEK (iE=-750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition pot[...]

Wpływ pierwiastków reaktywnych na wysokotemperaturowe utlenianie stopu FeCrAl


  1. Wstęp Materiały metaliczne eksploatowane w wysokiej temperaturze muszą wykazywać dobrą żarowytrzymałość i żaroodporność. Dla wielu stopów właściwości ochronne związane są z powstającą i narastającą warstwą zgorzeliny, zazwyczaj tlenku glinu [1]. Materiałem często stosowanym do pracy w temperaturze dochodzącej do 1400°C są stopy typu FeCrAl. W praktyce stopy te używane są również w niższej temperaturze, poniżej 1000°C, np. jako nośniki katalizatorów samochodowych [2]. Odporność na wysokotemperaturowe utlenianie stopów FeCrAl zależy od właściwości narastającej zgorzeliny tlenku glinu (Al2O3) [3]. Jej wzrost i rozwój podczas utleniania w temperaturach od 800°C do 1000°C są złożone. Wynika to z obecności przejściowych tlenków glinu (γ-, δ-, θ-), które przekształcają się w stabilną fazę α- Al2O3. Dobre właściwości ochronne zgorzeliny typu α-Al2O3 wynikają, m.in. z: małej szybkości wzrostu [1], niskiej koncentracji defektów krystalicznych [4] oraz dobrej stabilności chemicznej w wysokiej temperaturze [5]. Podczas cyklicznego utleniania zgorzelina może jednak ulegać spękaniu (cracking) i odpryskiwaniu (spalling) [6, 7]. Dodanie do stopu FeCrAl pierwiastków reaktywnych (reactive elements, RE) np.: Zr, Hf, Y, Ce, La [8-12] zwiększa przyczepność zgorzeliny α-Al2O3 do podłoża oraz poprawia odporność na korozję w wysokiej temperaturze. Liczne doniesienia literaturowe wskazują, że pierwiastki reaktywne mają wpływ na przemiany fazowe tlenku glinu [9-12]. Określenie roli RE we wzroście zgorzeliny jest nadal przedmiotem dyskusji naukowych [1-8]. Zawartość RE w zgorzelinie lub w stopie, przy którym następuje poprawa właściwości ochronnych zgorzeliny α-Al2O3, zależy od wielu czynników, np. składu chemicznego stopu, ilości i rodzaju zanieczyszczeń w nim zawartych (np. siarki), rodzaju pierwiastka reaktywnego i warunków utleniania (temperatura, czas, środowisko). Próby określenia optymalnej [...]

The effect of reactive elements on high temperature oxidation of FeCrAl alloy


  One-layer protective coatings made up CeO2 oxides were synthesized on a Fe- CrAl alloy substrate by the sol-gel method from sol containing cerium(III) 2,4-pentanedionate as the precursor. It was found that a small addition of cerium affected the morphology of the forming coatings and improved the Fe- CrAl alloy resistance to high-temperature oxidation (in air at T = 950°C for t = 100 h). The oxidation of all the investigated samples conformed to the parabolic rate. The protection effectiveness of the one-layer coatings after 100 h of high-temperature oxidation was as high as 70%. Keywords: ceramic, CeO2 coatings, high temperature corrosion, sol-gel, FeCrAl.1. Introduction Metallic materials which are operated at high temperature should exhibit a suffi cient heat and creep resistance. Protective properties of many alloys are connected with formation of the accumulating scale, usually of an aluminum oxide [1]. Alloys of the FeCrAl type are the material which is often used to be operated at a temperature close to 1400°C. In practice, the alloys are being used at a lower temperature, below 1000°C, for instance as carriers of catalytic converters for gasoline run vehicles [2]. High temperature tolerance of the FeCrAl alloys depends on the properties of the increasing scale of aluminum oxide (Al2O3) [3]. The growth an accumulation processes of the scale during oxidation in the temperature range from 800 to 1000°C are complicated. This results from the presence of transient aluminum oxides (γ-, δ-, θ-) which transform into a stable phase of α-Al2O3. Desirable protective properties of the α-Al2O3 type of scale are due to, among others, a low accumulation rate [1], a low concentration of crystal faults [4] and a good chemical stability at high temperature [5]. During cyclic oxidation, however, the scale may undergo cracking and spalling [6, 7]. Adding reactive elements (RE) such as Zr, Hf, Y, Ce, La [8[...]

Odporność na wysokotemperaturowe utlenianie stopu FeCrAl pokrytego powłokami ceramicznymi zawierającymi pierwiastki reaktywne


  Stop FeCrAl pokryto metodą zol-żel trójwarstwowymi powłokami typu: CeO2, ZrO2 oraz Y2O3, a następnie poddano utlenianiu w powietrzu w temperaturze 900°C. Utlenianie prowadzono w sposób cykliczny - 10 cykli po 12 h. Badania grawimetryczne wykazały ochronne działanie otrzymanych powłok. We wszystkich przypadkach zależność między przyrostem masy a czasem utleniania ma charakter paraboliczny. Najkorzystniej na właściwości ochronne narastającej zgorzeliny wpływają powłoki z tlenku itru. Po 10 cyklach utleniania najmniejszą względną zmianę masy (Δm/m) wykazał stop FeCrAl pokryty powłoką Y2O3 - około 0,5%, co stanowi wartość ponad pięciokrotnie mniejszą w porównaniu do stopu bez powłoki - około 3,3%. Skuteczność ochronna (Sk) osadzonych powłok względem niepokrytego podłoża po 10 cyklach utleniania wynosi od 76% do 85%. Po 10 cyklach utleniania grubości narastającej zgorzeliny wynosiły dla stopu niepokrytego i stopu z powłoką Y2O3 odpowiednio: 2,5 i 0,4 μm. Wyznaczone wartości stałej parabolicznej kp zmieniają się od 1,18·10-14 g2·cm-4·s-1 dla stopu z powłoką Y2O3 do 5,25·10-13 g·cm-4·s-1 dla stopu FeCrAl. Słowa kluczowe: powłoka ceramiczna, zol-żel, cykliczne utlenianie, FeCrAl High temperature oxidation resistance of FeCrAl alloy with deposited ceramic coatings containing reactive elements Three-layer CeO2, ZrO2 or Y2O3 coatings were deposited on the FeCrAl alloy basis by the sol-gel method. The samples were subjected to oxidation in air at a temperature of 900°C. Cyclic oxidation consisted of 10 cycles, each lasting 12 hours. Gravimetric studies have shown protective effects of coatings. The oxidation of all the investigated samples conformed to the parabolic law. The most benefi cial for protective properties of the growing scale are yttrium oxide coatings. After the 10-cycle oxidation the smallest relative mass change (Δm/m) shows the alloy coated Y2O3 (0.52%). This is more than fi ve times less [...]

 Strona 1