Rosnące zapotrzebowanie techniki na zaawansowane materiały o specyficznych właściwościach przyczyniło się do rozwoju grupy materiałów określanych mianem inteligentnych. Materiały te odpowiadają na bodziec zewnętrzny (np. pole magnetyczne lub elektryczne, temperatura, pH), zmieniając swoje właściwości w istotny sposób, przy czym zmiana ta powinna być w pełni kontrolowana dla osiągnięcia pożądanej charakterystyki użytkowej. Zgodnie z nomenklaturą literaturową materiał inteligentny powinien spełniać rolę czujnika (sensora), procesora oraz urządzenia uruchamiającego (aktuatora). Istotną grupę materiałów inteligentnych stanowią ciecze magnetoreologiczne (MRF - magnetorheological fluids) wykazujące diametralną zmianę właściwości pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego [1]. Konwencjonalna ciecz magnetoreologiczna jest układem dwufazowym niemagnetycznej cieczy nośnej i zawieszonej w niej fazy stałej w postaci cząstek magnetycznych. Zawiesinę MRF stanowią ferromagnetyczne cząstki o wielkości rzędu 1÷10 μm. Stosuje się proszki żelaza lub jego stopów z kobaltem lub niklem. Udział objętościowy proszków dochodzi do 50% cieczy [1]. Jako ciecze nośne stosowane są oleje naturalne lub syntetyczne, nafta, ciekłe węglowodory lub woda. Dodatkowym składnikiem cieczy magnetoreologicznych są odpowiednio dobrane stabilizatory przeciwdziałające procesom sedymentacji grawitacyjnej cząstek magnetycznych oraz ich aglomeracji. Wśród znanych stabilizatorów cieczy magnetoreologicznych można wyróżnić środki tiksotropowe (krzemionka koloidalna, nieorganiczne glinki, włókna węglowe) oraz środki powierzchniowo czynne [2, 3]. Metodą zwiększenia stabilności cieczy magnetoreologicznych jest również stosowanie cząstek magnetycznych pokrytych izolującymi warstwami polimerowymi (polimetakrylan metylu PMMA, poli-wynylobutyral PVB) lub nieorganicznymi (fosforanowanie) [3÷7]. Obecnie nie ma uniwersalnej teorii opisującej zjawiska w cieczach MRF. Istnieje jedn więcej » Czytaj za darmo! »

Rzeczywiste powierzchnie inżynierskie nie są idealnie gładkie, a ich chropowatość zależy od rodzaju obróbki wykończeniowej. Przy wzajemnym kontakcie takich powierzchni ich styk następuje na wierzchołkach nierówności, a rzeczywista powierzchnia kontaktu stykających się elementów jest znacząco mniejsza od powierzchni nominalnej, natomiast naprężenia występujące w kontaktujących się wierzchołkach są znacznie większe od średnich naprężeń nominalnych. Dla zrozumienia wielu procesów zachodzących na styku dwóch elementów (tarcia, zużycia) jest niezbędne wyznaczenie lub obliczenie dwóch wielkości opisujących styk powierzchni: rzeczywistej powierzchni styku RPS (real contact area) oraz sztywności kontaktowej (contact stiffness). Od lat jedną z technik stosowanych w badaniach kontaktu jest badanie odbicia fal ultradźwiękowych od kontaktujących się pod obciążeniem powierzchni. Zjawisko odbicia fal ultradźwiękowych od granicy ośrodków jest wykorzystywane w nieniszczących badaniach materiałów. W wielu przypadkach, jak na przykład przy wykrywaniu wad materiałów ultradźwiękową metodą echa, dokładna znajomość wartości współczynnika odbicia od granicy między materiałem rodzimym i wadą nie jest potrzebna. Istnieją jednak zastosowania badań ultradźwiękowych, w których znajomość wartości współczynnika odbicia od granicy ośrodków odgrywa kluczową rolę. Do takich zastosowań można zaliczyć badania jakości połączeń klejowych [1÷3], różnego typu połączeń skurczowych [4÷9] czy badania kontaktu powierzchni elementów stalowych [10]. W każdym z opisanych w literaturze przypadków bardzo użyteczna jest możliwość teoretycznego obliczania wartości współczynnika odbicia od granicy materiałów w zależności od jej charakterystyk geometrycznych i właściwości mechanicznych, a także w funkcji obciążenia. Wartość współczynnika odbicia fal ultradźwiękowych w wielu przypadkach można wyznaczyć doświadczalnie. Modele odbicia fal akustycznych pozwalają natomiast przewidy więcej » Czytaj za darmo! »

Potrzeba wzrostu mocy generowanej przez lasery włóknowe wymusza poszukiwania nowych konstrukcji światłowodów aktywnych, jak również budowę skomplikowanych układów laserów [1÷13]. Dwupłaszczowe światłowody wielordzeniowe otwierają nowe możliwości w zakresie konstrukcji krótkich laserów włóknowych dużej mocy. We włóknach tego typu zgromadzona liczba jonów domieszki pierwiastków ziemi rzadkiej jest N-krotnie większa (N - liczba rdzeni) niż w klasycznym światłowodzie z jednym rdzeniem. Ponadto umieszczenie w płaszczu wielu rdzeni umożliwia N-krotną (N - liczba rdzeni) redukcję długości światłowodu niezbędnej do absorpcji promieniowania pompy. Jeżeli promieniowanie generowane w poszczególnych rdzeniach jest wzajemnie koherentne, to w obszarze dalekiego pola elektromagnetycznego uzyskuje się centralnie położony pik laserowy o dużym natężeniu i małej rozbieżności (super-mod) oraz symetrycznie rozłożone listki boczne o znacznie mniejszym natężeniu. Rozbieżność kątowa centralnego piku zmniejsza się proporcjonalnie do liczby emiterów (elementów macierzy) generujących promieniowanie wzajemnie koherentne, co wynika ze zjawiska interferencji [11÷13]. Mając na uwadze zakres spektralny ok. 1 μm, możliwym rozwiązaniem materiału na rdzenie światłowodu jest wybór szkieł krzemianowych domieszkowanych jonami Nd3+ lub Yb3+. Szkła te, jak wiadomo, charakteryzują się dobrymi właściwościami optycznymi, mechanicznymi i termicznymi. Dodatkowa modyfikacja osnowy tlenkowej fluorkiem zwiększa zdolność do akceptowania pierwiastków ziem rzadkich bez zjawiska klasterowania [14]. Umieszczenie w matrycy szklistej dwóch domieszek aktywnych Nd3+/Yb3+ otwiera nowe możliwości w zakresie konstrukcji światłowodów wielordzeniowych emitujących promieniowanie w zakresie 1 μm. W światłowodach tego typu w wyniku złożenia pasm luminescencji pochodzących od poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich jest możliwe uzyskanie szerokiego spektrum emitowanego promienio więcej » Czytaj za darmo! »

Początki badań plazmy sięgają lat 20. i 30. XX wieku. Dotyczyły one wpływu zjawisk plazmowych w jonosferze na propagację fal radiowych oraz zastosowania gazowych lamp wyładowczych w sterowaniu prądem elektrycznym. W latach 50. badania plazmy były związane głównie z opracowywaniem technologii kontrolowanej syntezy termojądrowej. Kolejna dekada zaowocowała rozpoczęciem prac nad budową silników rakietowych wykorzystujących strumień plazmy jako źródło napędu. Wyniki tych badań znalazły zastosowanie w konstrukcji silników jonowych należących do najbardziej wydajnych napędów stosowanych w technice kosmicznej. Na lata 70. przypada początek rozwoju metod chemicznego i fizycznego osadzania powłok z fazy gazowej (PVD - Physical Vapour Deposition, CVD - Chemical Vapour Deposition), w tym procesów chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganych za pomocą plazmy PACVD i PECVD (Plasma Assisted CVD, Plasma- Enhanced CVD). Procesy te stanowią rodzaj obróbki cieplno-chemicznej, są również jednymi z najważniejszych zastosowań plazmy w inżynierii materiałowej. Zjawiska plazmowe znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach techniki: astronautyce, elektronice, metalurgii ekstrakcyjnej, natryskiwaniu cieplnym, spawalnictwie, także inżynierii silników z naddźwiękową komorą spalania. Plazma wysokotemperaturowa jest stosowana w utylizacji odpadów oraz przetwarzania odpadów organicznych na energię elektryczną lub biopaliwo do silników odrzutowych (Plasma Gasification Waste-to-Energy Technology) [1, 2]. Rozwój technologii lotniczych i wymogi dotyczące podwyższenia temperatury w komorze spalania eksploatowanych silników lotniczych wpłynęły na rozwój materiałów o lepszych właściwościach cieplno-izolacyjnych - powłokowych barier cieplnych (TBC - Thermal Barrier Coating). Zewnętrzna warstwa ceramiczna, o małej przewodności cieplnej stanowi barierę oddzielającą powierzchnię podłoża od strumienia gorących gazów. Poszczególne warstwy tworzące system powłokowe więcej » Czytaj za darmo! »

Procesy natryskiwania cieplnego są stosowane w technice od ponad stu lat. Wraz z ich rozwojem poszerzał się obszar wiedzy dotyczącej zjawisk zachodzących w trakcie powstawania powłoki. W pierwszej części artykułu [1] przedstawiono modele matematyczne służące do opisu złożonych procesów towarzyszących tworzeniu się powłoki ochronnej. W prezentowanej pracy autorzy opisali teoretyczne podstawy metod symulacji natryskiwania plazmowego oraz bazujące na nich narzędzia umożliwiające jakościowy i ilościowy opis zjawisk zachodzących podczas procesu. Wyniki otrzymane w symulacji, po ich weryfikacji z danymi eksperymentalnymi, stanowią dobrą podstawę do poprawy efektywności procesu oraz właściwości i mikrostruktury wytworzonych powłok. Przebieg procesu natryskiwania plazmowego jest determinowany przez wiele czynników oddziałujących na właściwości użytkowe i mikrostrukturę ukształtowanej powłoki. Znajomość tych czynników oraz ich wzajemnego oddziaływania jest niezbędna do kompleksowej charakterystyki procesu natryskiwania plazmowego. Właściwości użytkowe i mikrostruktura uzyskanej powłoki powinny uwzględniać warunki jej eksploatacji, m.in. naprężenia mechaniczne i cieplne, obciążenia w warunkach statycznych lub dynamicznych, temperaturę pracy i wpływ zmian temperatury, zużycie ścierne, środowisko eksploatacji, np. czynniki korozyjne (korozja wysokotemperaturowa) i erozyjne, trwałość elementu oraz koszt produkcji i eksploatacji. Symulacja numeryczna procesu natryskiwania plazmowego Symulacja procesu natryskiwania plazmowego polega na doborze metod numerycznych umożliwiających rozwiązanie równań stanowiących podstawę przyjętego modelu. Algorytm Rungego-Kutty należy do najpopularniejszych metod rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych postaci: więcej » Czytaj za darmo! »

Niszczenie kawitacyjne (erozja kawitacyjna) polega na degradacji materiału w wyniku implozji pęcherzyków kawitacyjnych znajdujących się w bezpośredniej styczności lub w pobliżu ciała stałego. Pęcherzyki kawitacyjne, zanikając, tworzą falę uderzeniową poruszającą się z prędkością dźwięku [1], mikrostrumień cieczy, który uderza ciało stałe z prędkością przekraczającą 100 m/s [2], a według pracy [3] nawet z prędkością 600 m/s. Wewnątrz pęcherzyków w ostatnim stadium zaniku jest generowane ciepło, tak że temperatura wewnątrz pęcherzyka osiąga wartość około 5000 K [4]. Można zatem przyjąć, że zanik pojedynczego pęcherzyka kawitacyjnego jest pewnego rodzaju mikroeksplozją, a materiał ulega degradacji w wyniku bardzo wielu mikroekspolzji w jego otoczeniu. Pomiary impulsów kawitacyjnych [5] ujawniły bardzo duży rozrzut amplitudy i liczby rejestrowanych impulsów zależny od prędkości przepływu cieczy na stanowisku badawczym oraz od zastosowanego czujnika pomiarowego. Wykazano [5], że liczba impulsów rejestrowanych w ciągu 1 s wahała się od około 200 do około 2000, a amplituda od 2000 kPa do 38 000 kPa. Umocnienie warstwy wierzchniej, względnie nakładanie warstw ochronnych są znaną metodą zwiększania wytrzymałości i żywotności elementów konstrukcyjnych. Większość powłok jest nakładana w celu ochrony przed korozją, wysoką temperaturą lub zużyciem tribologicznym. Jednym z rozwiązań jest zastosowanie powłok CrN charakteryzujących się dużą twardością ok. 20 GPa [6, 7], małym współczynnikiem tarcia [8], odpornością na utlenianie do 750°C [9] oraz dobrą odpornością korozyjną [10], przy czym ich właściwości ściśle zależą od parametrów osadzania. Badania odporności kawitacyjnej wykazały, że powłoki CrN mają dobre właściwości ochronne na tego typu niszczenie zarówno w słodkiej wodzie, jak i w wodzie morskiej [7, 11]. W literaturze brak jest oceny wpływu grubości powłok CrN na niszczenie kawitacyjne lub zmęczeniowe. W pracy [12] dotyczącej powłok więcej » Czytaj za darmo! »

Większość przemysłowych stopów kobaltu wywodzi się z potrójnych stopów Co-Cr-W i Co-Cr-Mo. Dodatek wolframu i molibdenu decyduje o ich własnościach mechanicznych oraz odporności korozyjnej, a struktura jest uzależniona od technologii i warunków wytwarzania [1, 2]. Powszechnie stosowane w stomatologii i protetyce dentystycznej grupy stopów Co-Cr-Mo o różnych nazwach handlowych są modyfikacją klasycznego stopu Vitallium. Stopy te są najbardziej przydatne do wykonywania ruchomych elementów protetycznych ze względu na właściwości mechaniczne, odporność korozyjną, gładkość powierzchni i mały moduł sprężystości [3]. Drugą grupą odlewniczych stopów kobaltu o zastosowaniu stomatologicznym są stopy Co-Cr-W-Mo. Wolfram w tych stopach nie wpływa na ich lejność, natomiast zwiększa energię błędu ułożenia. Stopy te cechują się w porównaniu ze stopami Co-Cr-Mo mniejszą grubością warstwy utlenionej, co ułatwia ich łączenie z ceramiką. Z tego względu są przeznaczone do wypalania ceramiki bezpośrednio na powierzchni metalu lub do pokrywania akrylem. Wykonuje się na nich konstrukcje szkieletowe, korony i mosty. Większy udział W niż Mo lub całkowite jego zastąpienie przez Mo, łącznie z wyeliminowaniem węgla, powoduje poprawę ciągliwości w stopach na osnowie kobaltu, wyrażoną większymi wartościami wydłużenia A oraz przewężenia Z [3÷5]. Stopy kobaltu są zaliczone do grupy materiałów nietoksycznych. Biotolerancja w środowisku tkanek i płynów ustrojowych oraz duża odporność na korozję wżerową i szczelinową to podstawowe cechy jakimi powinny charakteryzować się materiały stosowane na protezy szkieletowe w stomatologii. Ważna jest również stabilność zespołu określonych własności fizyczno-mechanicznych (duża wytrzymałość, odpowiednia ciągliwość, twardość i odporność na ścieranie) oraz jednorodność składu chemicznego [4÷6]. Stopy na osnowie kobaltu stosowane w stomatologii są stopami niskowęglowymi. Dodatek węgla, choć ilościowo niewielki, ma bardzo i więcej » Czytaj za darmo! »

The technology of surfacing allows to produce surface layers practically of any material with objects of any chemical and phase composition and any shape. The materials surfaced in the form of powder or wire can be both ceramic, metal, metal-ceramics and plastic. This method is applied for coating surface layers of particular characteristics, especially resistant to abrasion, corrosion, heat and creep [1÷4]. Surfacing by TIG (tungsten inert gas welding) also called GTAW method (gas tungsten arc welding) belongs to the welding methods for surface layers production. The advantages of this method, in comparison with other welding methods, are as follows: high deposition rate, manoeuverability, large-scale availability, low cost and compatibility with a wide range of materials [1, 3, 4]. Cobalt base alloys consist of complex mixed carbides in a CoCr based solid solution strengthened alloyed matrix. These alloys are resistant to corrosion, erosion, abrasion and sliding wear and retain these properties at high temperatures, where they also resist oxidation [4, 6]. The basic advantages of tungsten carbide WC are high hardness 2400 HV, a certain amount of plasticity and good wettability by molten metals [3÷5]. In spite of widely used cobalt alloys as a groundmass in which carbides are distributed, including WC, it is difficult to find information regarding the influence of TIG surfacing method parameters upon the microstructure of padding welds. EXPERIMENT OBJECTIVE, RANGE AND PROCEDURE The aim of the following study was to define the microstructure, hardness, chemical and phase composition of surface layers produced by surfacing of structu więcej » Czytaj za darmo! »

Książka pt. "Chemia polimerów" Jana Pielichowskiego i Andrzeja Puszyńskiego jest obszernym opracowaniem dotyczącym zagadnień polimeryzacji oraz budowy i właściwości polimerów. W podręczniku omówiono metody polimeryzacji związków winylowych, polimeryzację kondensacyjną i inne metody polimeryzacji. Scharakteryzowano chemiczne reakcje polimerów i ich modyfikowa więcej » Czytaj za darmo! »