Wyniki 11-20 spośród 33 dla zapytania: authorDesc:"Krzysztof J. Kurzydłowski"

Biozgodne kompozyty poliuretanowe z kalcytem do zastosowania w inżynierii tkankowej

Czytaj za darmo! »

Inżynieria tkankowa (IT) jest jedną z szybko rozwijających się dziedzin ostatniego dziesięciolecia. Stworzyła ona duże możliwości uzyskiwania implantów, które zapewniałyby nie tylko substytucję, ale także regenerację tkanek biorcy. Rozwój IT wymaga jednak materiałów, które spełniają wiele wymagań co do właściwości mechanicznych, biozgodności i zdolności do degradacji. Celem pracy było opracowanie dwuskładnikowych mikroporowatych, biozgodnych, poliuretanowych (PUR) kompozytów z kalcytem przeznaczonych do hodowli tkanki kostnej. Oceniono przydatność kompozytu PUR/kalcyt pod względem właściwości mechanicznych, degradacji oraz możliwości uzyskania otwarto-komórkowej mikro- i makro-porowatej architektury podłoży, która umożliwia wykształcenie w pełni funkcjonalnej tkanki. Wytworzone kompozyty poddano badaniom, polegającym na hodowli komórkowej z wykorzystaniem ludzkich osteoblastów. Two polyurethane matrix composites were prepd. by reaction of dicyclohexylmethane 4,4‘-diisocyanate with poly(ε- caprolactone)diol in presence of reinforcing calcite powder (20 or 40% by mass), polymer chain elongation with ethanediol and curing at 110°C for 16 h. The composites were cooled in liq. N2, disintegrated, dissolved in N-methylpyrrolidone, mixed with NaCl crystals and poured into distd. H2O to ppt. the porous composite samples. The samples were then studied for mech. strength (compression, torsion), porous structure (scanning electron microscopy), free surface energy (contact angles), bioactivity in simulated body fluids and used in vitro as a support for bone tissue cultures. The composites showed open porosity (about 80%), an ability to formation of H and other bonds, and met the requirements for tissue engineering materials. Powszechnie cytowaną definicję IT zaproponowali w 1993 r. Langer i Vacanti, określając ją jako dziedzinę nauki łączącą wiedzę inżynierską i biologiczną w celu stworzenia konstrukcji biologicznych umoż[...]

Mikrostruktura warstw aluminidkowych wytworzonych w procesie CVD na podłożu z nadstopu niklu Inconel 713C

Czytaj za darmo! »

Superstopy na osnowie niklu ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne w wysokiej temperaturze znajdują szerokie zastosowanie jako materiał na odpowiedzialne elementy turbin gazowych zarówno tych lotniczych, jak i pracujących na lądzie [1]. Łopatki w turbinie, w zależności od jej rodzaju, stopnia położenia i sposobu odprowadzania ciepła, pracują w temperaturze z zakresu 700÷950°C [1, 2]. Większość superstopów stosowanych na łopatki turbin umacniana jest przez wydzielenia fazy γ′, mającej gęsto upakowaną ściennie centrowaną strukturę (FCC), koherentną z osnową (FCC) bogatą w nikiel. Pozwala to osiągnąć mocne wiązanie γ/γ′, które hamuje ruch dyslokacji i dzięki temu stopy te mają znaczącą odporność na pełzanie w wysokiej temperaturze. Węgliki w omawianych stopach występują zwykle na granicach ziaren, zmniejszając poślizg po nich [4, 5]. Do grupy nadstopów niklu umacnianych wydzieleniowo należy Inconel 713C, z którego odlewane są m.in. łopatki 1. i 2. stopnia turbiny silników lotniczych. Mikrostruktura Inconelu 713C składa się z niklowych dendrytów fazy γ, pierwotnych i eutektycznych węglików MC oraz wydzieleń koherentnej fazy Ni3(Ti, Al), zwanej γ′ [5, 7]. Wytrzymałość i stabilność strukturalna stopów typu Inconel w wysokiej temperaturze zależy od takich czynników, jak: udział objętościowy, kształt, rozmiar, rozmieszczenie i skład cząstek fazy γ′. Parametry te mogą różnicować się w zależności od zastosowanej obróbki cieplnej oraz parametrów pracy w wysokiej temperaturze. Morfologia koherentnej fazy γ′ zależy także od składu chemicznego stopu oraz parametru niedopasowania sieciowego δ pomiędzy osnową a wydzieleniem. Parametr δ można kontrolować przez zawartość molibdenu oraz względny udział tytanu i aluminium, uzyskując cząstki fazy γ′ o morfologii zmieniającej się od sferycznej do kubicznej [2]. Podczas pracy w bardzo wysokiej temperaturze,[...]

Mikrostruktura warstwy azotowanej jarzeniowo na stopie Inconel 600

Czytaj za darmo! »

W ostatnich latach obserwuje się bardzo szybki rozwój przemysłu chemicznego, motoryzacyjnego, lotniczego oraz medycznego, co sprawia, że stawia się coraz większe wymagania materiałom konstrukcyjnym i funkcjonalnym stosowanym w tych gałęziach przemysłu. Dzięki swoim unikatowym właściwościom, takim jak odporność korozyjna w wysokiej temperaturze, plastyczność, paramagnetyzm, coraz szerzej stosowanymi materiałami są stopy niklu [1÷4]. Dobrą odporność korozyjną materiały te zawdzięczają zwiększonej zawartości chromu umożliwiającej tworzenie warstwy pasywnej, chroniącej przed działaniem agresywnych środowisk korozyjnych [5]. Stopy niklu, np. Inconel 600, stosowane są do wyrobu aparatury chemicznej pracującej w agresywnych ośrodkach i wysokiej temperaturze (armatura, pompy, zbiorniki), w wytwornicach pary w elektrowniach jądrowych, w silnikach lotniczych, na kompensatory cieplne w motoryzacji, na elementy pieców przemysłowych (wnętrza komór i retorty), urządzenia do chloryzacji oraz urządzenia do alkalizacji w papierniach, a także na instrumentarium medyczne [6÷8]. Warunki pracy elementów w przedstawionych zastosowaniach wymuszają konieczność stosowania materiałów o odpowiedniej twardości i odporności na zużycie przez tarcie. Obecnie stosowane stopy niklu nie spełniają oczekiwanych wymagań w tym zakresie [8, 9]. Właściwości te mogą zostać poprawione przez zastosowanie technik inżynierii powierzchni, m.in. proces azotowania jarzeniowego [10]. Ta technologia pozwala uzyskać kilkakrotnie większą twardość powierzchni stopu niklu, która wiąże się ze znacznie lepszą odpornością na zużycie przez tarcie. Warstwy azotowane na stopach typu Inconel charakteryzują się również dobrą odpornością korozyjną w agresywnych środowiskach chlorkowych [11]. Należy zaznaczyć, że proces ten zastosowany w obróbce stopu niklu Inconel 625 zawierającym ponad 20% mas. Cr umożliwił zwiększenie trwałości tzw. dysków rozwłókniających szkło o 80% (badania przeprow[...]

Wybrane metody wykrywania degradacji zmęczeniowej w stalach ferromagnetycznych

Czytaj za darmo! »

Degradacja zmęczeniowa stali ferromagnetycznych związana jest ze zmianą parametrów elektrycznych (γ) i/lub magnetycznych (μ). W artykule omówiono wybrane zagadnienia badania korelacji parametrów magnetycznych materiału ze stopniem degradacji zmęczeniowej eksploatacyjnej jak i kontrolowanej ilościowo w warunkach laboratoryjnych. W celu laboratoryjnej identyfikacji i oceny zjawisk zmęczeniowych opracowano metodykę ilościowego opisu stopnia uszkodzenia materiału. Według opracowanej metodyki przygotowano zestaw próbek wzorcowych o określonej wartości stopnia ich uszkodzenia. Zbadano i przeanalizowano mikrostrukturalne aspekty procesu degradacji, jaka zachodzi w warunkach eksploatacji pod wpływem zmiennych obciążeń mechanicznych, termicznych oraz środowiska jak również w warunkach jednoosiowych obciążeń zmiennych realizowanych w laboratorium. Abstract. The fatigue degradation of ferromagnetic steels proceeds with the changes of electrical (γ) and/or magnetic (μ) parameters. The article presents some selected issues of research into correlations between the magnetic parameters and the material fatigue degree, in operating conditions as well as quantitatively controlled in laboratory conditions. In order to identify and assess the effects of fatigue, a methodology of quantitative description of material defect degree was developed. According to the developed methodology, a set of standard samples with specified value of their defect degree was prepared. There were tested and analyzed the microstructural aspects of degradation process taking place in the operating conditions under the influence of variable mechanical, thermal and environmental loads, and also in the conditions of single-variable loads performed in the laboratory. (Selected methods of detection of fatigue degradation in ferromagnetic steels) Słowa kluczowe: wzorcowanie zmęczeniowe, korelacje mechaniczno-magnetyczne i elektryczne, ocena stopnia degradacji zmęczeniow[...]

Wpływ warunków procesu azotowania jarzeniowego na mikrostrukturę i właściwości nanokrystalicznego tytanu Grade 2

Czytaj za darmo! »

Tytan i stopy tytanu o budowie mikrokrystalicznej charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, technologicznymi i eksploatacyjnymi niezbędnymi do zastosowań w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, okrętowym oraz w inżynierii biomedycznej [1÷6]. Szersze zastosowanie tytanu i jego stopów ogranicza ich mała odporność na ścieranie oraz duża wartość współczynnika tarcia. Poprawa tych właściwości jest możliwa przez rozdrobnienie ich ziaren. Obecnie osiąga się to, stosując metody dużego odkształcania plastycznego SPD (Severe Plastic Deformation). W szczególności odkształcanie metodą wyciskania hydrostatycznego powoduje rozdrobnienie ziarna do rozmiarów nanometrycznych. Jednocześnie znacząco zwiększa ich właściwości mechaniczne: twardość, granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość zmęczeniewą [7, 8]. W pracy [9] wykazano, że nanokrystaliczny tytan Grade 2 ma większe właściwości mechaniczne w porównaniu z konwencjonalnym stopem Ti-6Al-4V o budowie mikrokrystalicznej. Dalsza poprawa właściwości użytkowych tytanu i jego stopów jest możliwa przez obróbkę powierzchniową. Dane literaturowe [5, 10÷12] wskazują, że warstwy azotku tytanu wytworzone na podłożu tytanu i jego stopów znacząco poprawiają twardość, odporność na zużycie ścierne przy zachowaniu dobrej odporności korozyjnej. W prezentowanej pracy podjęto próbę wytworzenia dyfuzyjnej warstwy azotku tytanu na podłożu mikro- i nanokrystalicznego tytanu Grade 2 w procesie azotowania jarzeniowego prowadzonego w temperaturze 500°C. Materiały i metodyka bada ń Materiał do badań (tab. 1) przyjęto w postaci prętów tytanu Grade 2 mikrokrystalicznego (średnica 50 mm) oraz nanokrystalicznego (średnica 4,94 mm) wytworzonego w procesie wyciskania hydrostatycznego (HE) z odkształceniem rzeczywistym ε = 3,95. Obr[...]

Charakterystyka warstw kompozytowych Ca-P/Ag/TiO2 na Ti do zastosowań biomedycznych

Czytaj za darmo! »

Istotnym problemem w aplikacji biomateriałów jest wysokie ryzyko zarówno wczesnych, jak i późnych infekcji pooperacyjnych [1]. Przyleganie bakterii do powierzchni biomateriału jest przyczyną poważnych powikłań zabiegów operacyjnych i stanowi szczególnie duże zagrożenie dla chorych z długookresowymi wszczepami. Próby syntezy biomateriałów o właściwościach antybakteryjnych podejmowane są na świecie od kilkunastu lat. Wiele przeprowadzonych badań potwierdza fakt, że materiały zawierające cząstki lub jony srebra wykazują aktywność antybakteryjną [2]. Przeciwbakteryjne działanie srebra jest znane od dawna, ale dopiero wykorzystanie osiągnięć nanotechnologii pozwoliło uzyskać satysfakcjonującą relację efektywności do stężenia tego metalu. Cząstki srebra rozdrobnione do rozmiarów mniejszych niż 100 nm zyskują niezwykłe właściwości chemiczne, fizyczne i aktywność biologiczną [3]. Wzrost aktywności nanocząstek tłumaczy się ich rozbudowaną powierzchnią czynną w odniesieniu do objętości. Dzięki temu już niewielka ilość srebra ma potencjał przeciwdrobnoustrojowy setki razy większy niż ta sama ilość metalu w skali makro. Nanosrebro wykazuje działanie statyczne wobec szerokiego spektrum mikroorganizmów (bakterii i grzybów). Jednocześnie badania dowodzą braku toksycznego wpływu srebra na komórki ludzkie (tj. limfocyty, fibroblasty i osteoblasty), jeśli koncentracja jonów srebra w płynach ustrojowych jest mniejsza niż 10 mg/dm3 [4]. Warstwy tlenkowe na tytanie i jego stopach charakteryzują się bardzo dobrą biozgodnością i zdolnością do stymulowania procesów osteointegracji [5]. W szczególności na porowatych warstwach tlenkowych wytworzonych na podłożu tytanowym obserwuje się wzrost tkanki kostnej w porach materiału, dzięki czemu połączenie implant-kość staje się znacznie mocniejsze. Uporządkowane oraz prostopadle zorientowane do podłoża nanorurki TiO2 wytworzone na tytanie metodą polaryzacji anodowej zapewniają duże rozwinięcie powierzchni. [...]

Material Edge Conditions of Electromagnetic Silicon Steel Sheets

Czytaj za darmo! »

Material and magnetic degradation on the edges of electromagnetic silicon steel sheets is usually neglected in designing electromechanical equipment. Magnetic changes at the sheet edges are insignificantly small in the case of transformers. In the electric machines they can produce significant losses, amounting to 0.5 % when the losses due to the magneto-elastic and reverse phenomena (Joule and Villari) are taken into account. In this context the paper presents the results of laboratory and simulation studies of the influence of various production technologies on the material structure and magnetic properties at edges of elements for electro-mechanical devices. (Materiałowe warunki brzegowe blach elektrotechnicznych krzemowych). Streszczenie. Degradacja materiałowa i magnetyczna na krawędziach blach elektrotechnicznych stali krzemowych jest powszechnie pomijana podczas projektowania urządzeń elektromechanicznych. Zmiany magnetyczne materiału na krawędziach blach w znacznie mniejszym stopniu dotyczą transformatorów, w maszynach elektrycznych mogą powodować straty na poziomie ułamkowych części w skali jednego procenta. Dodając do tych strat wpływy zjawisk magnetosprężystych i odwrotnych (Joule’a i Villariego) można mówić już o stratach sięgających 0,5%. Wstępne badania laboratoryjne i symulacyjne dla nowoczesnych rozwiązań maszyn elektrycznych wskazują na istotność tego zagadnienia. W artykule opisano badania wpływu procesu przygotowania wykrojów uzyskanych w różnych technologiach na strukturę materiału. Keywords: magneto-elastic and elasto-magnetic effects, plastic strains, changes of magnetic parameters, changes of magnetic hysteresis loop of electromagnetic steel sheets. Słowa kluczowe: efekty magneto-sprężyste i sprężysto-magnetyczne, odkształcenia plastyczne, zmiany parametrów magnetycznych, zmiany pętli histerezy magnetycznej blach elektrote[...]

Właściwości technologiczne wosków modelowych stosowanych w technologii odlewania precyzyjnego


  Obecnie obserwuje się wzrastające wymagania, co do jakości powierzchni odlewów precyzyjnych i ich dokładności wymiarowej, na co ma wpływ wiele czynników technologicznych procesu odlewniczego, jednak najważniejszym z nich jest dobór wosków oraz technologia ich przetwarzania [1]. Nie istnieje jedna ogólna definicja wosków, gdyż definicja musi obejmować znaczną liczbę materiałów woskopodobnych oraz chemiczną złożoność każdej substancji składowej [2]. Zatem określenie, że woski są estrami wyższych kwasów karboksylowych i alkoholi oraz zaliczanie ich do grupy tłuszczy nie jest wystarczające i odnosi się tylko do niektórych typów wosków, dyskwalifikując inne m.in. pochodzenia kopalnego i całą grupę wosków syntetycznych [2, 3]. Niemniej jednak używanie terminu wosk do materiałów o różnym składzie chemicznym jest uzasadnione, ponieważ typowy wosk nie jest pojedynczym składnikiem, ale zwykle złożoną mieszaniną [2]. Komponenty woskowe, do których zaliczają się między innymi oligomery lub polimery, różnią się masą cząsteczkową, jej rozkładem oraz rozgałęzieniem łańcuchów bocznych [2]. W woskach można wykryć rożne grupy funkcyjne m.in.: karboksylowe, hydroksylowe, estrowe, ketonowe i amidowe [2]. Woski zachowują się w sposób zbliżony do termoplastycznych polimerów semikrystalicznych. Wyróżniają się przy tym bardzo niską temperaturą topnienia (zwykle poniżej 100°C), małą przewodnością cieplną oraz czułością na prędkość nagrzewania [4]. W przypadku materiałów stosowanych do wytwarzania modeli priorytetową cechą są właściwości materiału. Ważnym czynnikiem są zmiany wymiarowe modeli woskowych, w szczególności różnice między modelem wtryśniętym bezpośrednio do matrycy a docelowym modelem woskowym [5]. Różnica ta powstaje na skutek złożonych zjawisk, takich jak rozszerzalność cieplna oraz deformacja pod wpływem temperatury (odkształcanie sprężyste i plastyczne oraz pełzanie) [5]. Wymiary modeli woskowych zależą nie tylko od geometrii matrycy,[...]

Wpływ procesu aluminiowania na mikrostrukturę nadstopu niklu Inconel 713C DOI:10.15199/28.2015.3.5


  Warstwy ochronne na bazie międzymetalicznej fazy NiAl są stosowane do poprawy odporności na utlenianie wysokotemperaturowe odpowiedzialnych elementów turbin silników lotniczych.W pracy dyfuzyjną warstwę Ni0.58Al0.42 modyfikowaną cyrkonem wytworzono metodą CVD z par AlCl3 + ZrCl3 w atmosferze wodoru jako gazu nośnego, w temperaturze 1040°C przez 3 h, pod ciśnieniem 150 hPa na podłożu nadstopu niklu IN 713C. Wykonano badania mikrostruktury warstwy oraz jej składu chemicznego i fazowego. Zbadano także wpływ procesu aluminiowania na mikrostrukturę podłoża — nadstopu niklu IN713C. Stwierdzono, że wytworzone warstwy wykazują ciągłość na całej powierzchni próbek, stabilność składu chemicznego i fazowego oraz nie wpływają na mikrostrukturę stopu. Słowa kluczowe: nadstopy niklu, Inconel 713C, aluminiowanie wysokotemperaturowe, mikrostruktura odlewów.1. WPROWADZENIE Materiały stosowane na elementy turbin silników lotniczych powinny odznaczać się dużą wytrzymałością w podwyższonej temperaturze, łatwością obróbki plastycznej na zimno i na gorąco oraz dobrą lejnością. Dodatkowo powinny wykazywać odporność na utlenianie wysokotemperaturowe. Powszechnie stosowanymi materiałami w przemyśle lotniczym są nadstopy niklu, które charakteryzują się żarowytrzymałością, żaroodpornością i dobrą plastycznością. Dobre właściwości mechaniczne są silnie związane z ich mikrostrukturą. Występujące w niej koherentne wydzielenia umacniającej fazy γ' wpływają na wytrzymałość i użyteczność nadstopów niklu. Rozwój w przemyśle lotniczym wiąże się ze zwiększaniem temperatury pracy elementów silników lotniczych. W celu podwyższenia odporności na utlenianie wysokotemperaturowe są stosowane warstwy na bazie międzymetalicznych faz z układu Ni-Al. W układzie równowagi Ni-Al występują cztery fazy międzymetaliczne: NiAl3, NiAl, Ni3Al, Ni2Al3 [1]. Na podstawie danych literaturowych wiadomo, że najkorzystniejsze właściwości w kontekście wymagań na elementy turbin sil[...]

Właściwości technologiczne mieszanek formierskich na bazie węglika krzemu stosowanych do produkcji ceramicznych form odlewniczych DOI:10.15199/28.2015.6.44


  Technological properties of ceramic slurries based on silicon carbide for manufacturing ceramic shell moulds Silicon carbide (SiC) is widely used in science and industry. It exhibits advantageous properties like: high strength, hardness and resistance to thermal shocks and oxidation. It is also characterized by thermal resistance and stability. It characterized by very high thermal and electrical conductivity. In comparison with other ceramic powders like: aluminium oxides, zirconium oxides or mullite, SiC exhibits the highest thermal conductivity. Therefore SiC is potentially useful for fabrication ceramic shell moulds in investment casting process. SiC gives possibilities to control macro- and microstructure parameters (like grain size or interdendritic distance) in cast materials, because it exhibit high thermal conductivity. The aim of the study was to investigate the effect of adding three different binders on the technological properties of ceramic slurries used in manufacturing SiC shell moulds for investment casting of aircraft turbine engine parts. In this work technological properties of ceramic slurries based on silicon carbide were characterized. Main binder was substance with nanoparticles of aluminium oxide. Additionally to modify parameters three binders were used: poly(ethylene) glycol, poly(vinyl alcohol) and polyacrylic dispersion. State phase was 65 wt %. The time of mixed ceramic slurries was 96 h in conditioned lab. During the experiment properties such as viscosity, pH and density were investigated. Additionally adhesion to surface test and dynamic viscosity were done. To characterize silicon carbide SEM, grain size and chemical composition were measured. Silicon carbide based ceramic slurries had very promising properties and there are very perspective for future application. Key words: silicon carbide, ceramic slurries, ceramic shell moulds, technological properties. Węglik krzemu jest używany w wielu dziedzinach nauki [...]

« Poprzednia strona  Strona 2  Następna strona »