english ADRIAN-IONUȚ NICOARĂ, ALINA-IOANA BĂDĂNOIU, GEORGETA VOICU
Rezumat
Materialele intumescente prezintă o creștere importantă de volum când sunt puse în contact cu flacăra sau sunt tratate termic. Acest tip de materiale sunt folosite pentru protecția pasivă la incendiu a cladirilor, asigurând fie protecţia termică a substraturilor pe care se aplică, fie o etanșare a penetraţiilor din pereți (pentru cabluri electrice, țevi etc.) prevenind astfel răspândirea focului în camerele alăturate.
În această lucrare se prezintă sinteza unor materiale intumescente de tipul polimerilor anorganici borosilicatici (AABSIP), prin activarea alcalină a unei pulberi de deșeuri de sticlă (WGP) cu soluții de NaOH și / sau KOH și adaos de borax.
Substituția parțială a NaOH cu KOH în compoziția activatorului alcalin, îmbunătățește lucrabilitatea pastelor de AABSIP precum și creșterea de volum în timpul procesului intumescent. Prin ajustarea diferiților parametri (compoziția activatorului alcalin, raportul apă:solid) este posibilă modificarea temperaturii de activare a procesului intumescent.
Cuvinte cheie
geopolimeri, intumescent, protecție la foc, activare alcalină, deșeu de sticlă
CRISTINA GHITULICĂ, SIMINA ȘTEFAN, OTILIA RUXANDRA VASILE, ROXANA TRUȘCĂ, IONELA ANDREEA NEACȘU, BOGDAN ȘTEFAN VASILE
Rezumat
Scopul lucrării a fost acela de a sintetiza și caracteriza un material ceramic cu porozitate mare, care ar putea fi utilizat ca suport pentru colonii de microorganisme utilizate în purificarea apelor. Datorită aplicației țintite, pentru a obține o ceramică în sistemul ternar MgO - Al2O3 – SiO2, au fost selectate pentru sinteză două materiale naturale: caolinul şi talcul. Metoda de procesare aleasă implică amestecarea pulberilor ceramice cu un material organic porogen pentru a obţine o suspensie omogenă. Ceramicile poroase sinterizate au fost caracterizate în ceea ce priveşte proprietăţile ceramice, microstructura şi compoziţia fazală utilizând tehnici precum granulometria laser, porozimetrie cu mercur, difracţie de raze X şi microscopie electronică de baleiaj. Creşterea şi activitatea biofilmului au fost de asemenea investigate.
Cuvinte cheie
silicați, mediu înconjurător, biomateriale, filtru ceramic, microorganisme
MARIA P. NIKOLOVA, STEFAN VALKOV, RODICA IOSUB, EMIL YANKOV, PETER PETROV
Rezumat
An approach to surface modification for direct formation of nanosized anatase over cathodic arc PVD deposited (Ti,Al,V)N coating at a temperature of about 150 °C is proposed. In order to determine the surface structure influence on the electrochemical properties, bare and coated samples were exposed to Ringer-Braun physiological solution. The aim was to compare their corrosion performance (impedance characteristics, obtained by means of EIS and cyclic voltammetry (CV)) during immersing over an extended period of time - 2 hours, 1 and 7-days while the average temperature was close to the human body level (37±1°C). The capacitive behavior of the coated sample indicates a phase angle close to 71º and slightly decreasing impedance modulus /Z/ because of disruption by the high initial hydration and ions diffusion from the saline. The corrosion resistance of the coated system decreases as a function of time as a result of the thin oxide dissolution and lack of re-passivation of the nitride. The characterization of the surface layer of the coating was obtained by scanning electron microscopy (SEM), glow discharge optical emission spectrometry (GDOES), X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis of core electron levels.
Cuvinte cheie
biomateriale, nanostructuri, materiale metalice, cercetare de material, acoperire PVD
GEORGETA VELCIU, ALINA MELINESCU, VIRGIL MARINESCU, VICTOR FRUTH, CRISTIAN HORNOIU, MARIA PREDA
Rezumat
Au fost studiate două tipuri de compoziții La0,6Sr0,4CoO3-δ și La0.5Sr0.5Co3-δ. Prepararea amestecurilor din La2O3, SrCoO3 și Co3O4 a fost făcută prin activare mecanică. Pulberile obținute au o distribuție monomodală a dimensiunilor particulelor și dispersie redusă. Reacțiile care au apărut la formarea compușilor din aceste amestecuri au fost studiate prin analize termice complexe. Cele două compoziții au fost sinterizate la o temperatură de 1250°C. Compoziția mineralogică determinată pe eșantioanele tratate termic a arătat că în cazul compusului La0.6Sr0.4Co3-δ s-a format o soluție solidă cu structura cubică derivată din LaCoO3 și pentru La0.5Sr0.5Co3-δ o soluție solidă cu o structură hexagonală corespunzătoare la SrCoO3. Probele au format o singură fază la 1250°C. Măsurătorile de conductivitate electrică au arătat un comportament semiconductor pentru La0,6Sr0,4CoO3-δ, și comportament tip conductor pentru La0.5Sr0.5Co3-δ.
Cuvinte cheie
soluțe solidă, conductivitate electrică, SEM
MERUYERT KAYGUSUZ
Rezumat
The sol-gel process has received a great deal of attention in the past decade due to advantages such as low temperature processing and high homogeneity of final products. The preparation of TiO2-SiO2-GLYMO composite by the sol–gel method is efficient at producing thin, transparent multi-component oxide layers. In this study, the preparation of TiO2-SiO2-GLYMO composite and its characterization were investigated. TiO2-SiO2-GLYMO nanocomposite was prepared from tetraethoxysilane (TEOS), titanium n-butoxide (TBO) and GLYMO (3-glycidoxypropyl)-trimethoxysilane) catalyzed with acid. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to characterize the surface properties of composite films. The chemical structure of the composite was evaluated by means of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. Particle size was determined by a particle sizer. In summary, transparent and uniform nano colloidal TiO2-SiO2-GLYMO composite solutions were successfully synthesized though the sol-gel method. The turbidity values of the TiO2-SiO2-GLYMO composites were in the range of 8.4±0.4–12.7±0.6 ntu, and the pH values were in the range of 4.8 to 5.2. The particle sizes of the obtained composites were in the range of 5.9±1.3–22.1±1.2 nm. It was determined that the viscosity of the TiO2-SiO2-GLYMO composite solutions was approximately equal to 3-7 mPas. The thin transparent coatings obtained from these solutions were evenly distributed.
Cuvinte cheie
nanocompozite, TiO2-SiO2-GLYMO, sol - gel, piele, finisare, acoperire
I.M. SUTJAHJA , A. O. SILALAHI, S. WONORAHARDJO, D. KURNIA
Rezumat
Determination of thermal conductivity based on temperature history (T-history) method is low in cost and can be applied directly to some samples, as it depends only on the number of temperature sensors used in a measurement. However, very little published data has reported the solid and liquid thermal conductivities of phase-change materials (PCMs) based on this analytical method. The thermal conductivity based on T-history data is related to other thermophysical parameters of the PCM, such as the solid and liquid specific heats and the latent heat of the solid–liquid phase transition. This report analyses the solid and liquid thermal conductivities of CaCl2·6H2O as an inorganic PCM, using thermophysical parameters obtained from two methods of analysis, namely the T-history method proposed by Zhang et al. and its improvement by Hong et al. (Z/H) and Marin et al. (M) based on the temperature-dependent enthalpy curve. The data predict the enhancement of thermal conductivity with 1 wt.% ZnO nanoparticles as a dopant, which permit effective heat transport in the material in response to environmental heat.
Cuvinte cheie
material PCM, CaCl2·6H2O+ZnO dopant, metodă T-history, călduri specifice pentru lichide și solide, căldură de topire, curba entalpie-temperatură, conductivități termice pentru lichide și solide
VASILE MÎNZATU, CORNELIU MIRCEA DAVIDESCU, ADINA NEGREA, PETRU NEGREA, MIHAELA CIOPEC, COSMIN VANCEA
Rezumat
Sticla celulară este un material izolator termic care concurează pe piață cu alte materiale polimerice sau fibroase prezentând un număr de avantaje importante față de concurenți: constanță în timp a eficienței de izolare, rezistență la foc, coroziune și umiditate și constanță dimensională. Lucrarea de față propune o soluție ecologică de imobilizare a unui material adsorbant compozit epuizat, folosit în prealabil pentru adsorbția arsenului din ape uzate, prin vitrificare alături de două deșeuri de sticlă comune: sticla de geam și respectiv de tub cinescop. Ținând cont de cantitatea ridicată de carbon prezentă în materialul adsorbant epuizat, acesta a fost utilizat ca agent porogen pentru obținerea sticlei celulare. Porozitatea aparentă, determinată prin metoda saturării sub vid, este cuprinsă între 40,25 – 62,15%. Microstructura poroasă optimă din punct de vedere al uniformității și al distribuției dimensionale (pori sub 150 m) a fost obținută prin folosirea concomitentă a deșeului de adsorbție și a carburii de siliciu ca agenți porogeni. Stabilitatea hidrolitică, măsurată conform ISO 719/1985, califică probele studiate în clasele de stabilitate HGB1-HGB3. Imobilizarea ionilor de arsen, plumb și fier în matricea vitroasă a fost determinată în conformitate cu American Extraction Procedure Toxicity Test. Nu au fost puse în evidență pierderi de arsen sau plumb (în cazul folosirii sticlei reciclate din tub cinescop) la nici un termen considerat, indiferent de pH-ul mediului chimic agresiv. Cantitatea de ioni de fier solubilizată din probele realizate după 28 zile a fost foarte redusă, fiind cuprinsă între 0 - 0,056 % din totalul fierului existent în sticle. Conductivitatea termică a sticlelor sintetizate, cuprinsă între 0,092 – 0,133 W/mK, permite clasificarea acestor materiale ca izolatori termici. Rezultatele obținute confirmă viabilitatea soluției propuse pentru imobilizarea materialului adsorbant compozit conținând arsen alături de cele două deșeuri de sticlă sub formă de sticle celulare având rezistențe chimice ridicate și bune proprietăți termoizolante, în condiții economice avantajoase.
Cuvinte cheie
absorbție arsen, deșeuri arsenice, reciclare sticlă, sticlă celulară
ZENO GHIZDAVET, ALINA CORNELIA BACIU, DANIELA ILIE, MIRELA IONELA LECHES
Rezumat
In acest prim articol a fost tratată o problemă tehnologică. Au fost obținute o serie de corpuri ceramice folosind șapte rețete – fiecare rețetă conținând proporții diferite din aceleași materii prime. Materialele fasonate au fost arse în cuptoare tunel industriale atât la arderea I (arderea de biscuit) cât și la arderea II (arderea de glazură). Corpurile ceramice au fost testate pentru proprietăți relevante în industrie. Au fost inițial, identificate în mod empiric, prin observație, corelații tip compoziție-proprietăți. Analiza de regresie a fost utilizată ulterior pentru a cuantifica pe baze științifice aceste corelații. Rezultatele confirmă existența unor corelații bune până la puternice între compoziție și proprietăți, ceea ce oferă posibilitatea de a calcula cu ușurință proprietățile corpului ceramic pe baza compoziției amestecului de materii prime. În industrie, aceste calcule simple pot folosi pentru estimarea preliminară a proprietăților, în scopul reducerii volumului de experimente. Analiza multi-criterială a arătat că este posibil să se selecteze, pe criterii științifice, cea mai bună variantă de amestec de materii prime (care satisface cele mai multe cerințe). În articolul următor se va investiga dacă măcinarea influențează proprietățile glazurilor (corelații tip procesare-proprietăți).
Cuvinte cheie
ceramică de menaj, corelații, analiză Multi-Criterială
ADRIAN VOLCEANOV, RĂZVAN STATE, COSMIN MĂRCULESCU, ENIKÖ VOLCEANOV
Rezumat
Piroliza și gazeificarea precum și îmbunătățirea produselor pot fi realizate prin încălzire convențională sau pe bază de microunde, ultima fiind preferată în ultimul timp datorită avantajelor sale, cum ar fi încălzirea rapidă sau timpul scurt de procesare. Produsele rezultate în urma gazeificării sau pirolizei au anumite limitări și nu pot fi aplicate ca atare. Piroliza și gazeificarea sunt aplicabile eficient prin utilizarea catalizatorilor pentru îmbunătățirea randamentelor sau a calității produșilor de reacție.
Scopul prezentei lucrări s-a axat pe sinteza și caracterizarea structural-morfologică a catalizatorilor de tip ZSM-5, precum și simularea comportării lor potențiale în procesele de piroliză și gazeificare a unor deșeuri vegetale.
Ca materie primă s-a utilizat zeolitul tip ZSM-5 care a fost supus protonării pentru a se obține forma HZSM-5. Apoi, s-a realizat substituirea hidrogenului din forma protonată cu diverse metale tranziționale (Me = Ni, Mo, Co, Fe2+, Fe3+). Scopul a fost de a se stabili abilitatea catalitică a zeolitului substituit Me-ZSM-5 în timpul pirolizei. Pentru a se determina caracteristicile structural-morfologice a catalizatorilor Me-ZSM-5 s-au efectuat analiza de difracție de raze X și analiza spectroscopică în infraroșu (FTIR). Rezultatele au evidențiat păstrarea caracteristicilor înainte chiar și după piroliză confirmând stabilitatea structurală după calcinare la 600oC, temperatura utilizată pentru simularea procesului. Analiza morfologică s-a realizat prin intermediul microscopiei electronice de baleiaj (SEM) alături de spectroscopia de dispersie a energiei de raze X (EDAX) pentru determinarea compoziției și distribuției elementale.
Rezultatele sunt considerate ca fiind satisfăcătoare iar primele teste realizate în procesul de piroliză atât termochimic cât și asistat de microunde par a fi extrem de promițătoare.
Cuvinte cheie
piroliză, catalizator, zeolit, sinteză ZSM - 5
DOREL RADU, OVIDIU DUMITRESCU, IRINA PINCOVSCHI
Rezumat
În sistemul oxidic Na2O–Al2O3 s-au sintetizat 6 sticle, având formula chimică molară (35–x)Na2O·xAl2O3·65B2O3 (x = 0; 5; 10; 12,5; 15; 17,5).Pentru aceste sticle s-au măsurat următoarele proprietăţi fizice: densitatea, indicele de refracție, coeficientul de dilatare termică liniară, temperatura tranziției vitroase. Totodată, s-au calculat mărimile: gradul de compactare structurală, volumul molar şi volumul ionului de oxigen, considerate caracteristici structurale la un prim nivel de analiză (atomic), la scară subnanometrică. Analiza de corelaţie a mărimilor a indicat că aceste caracteristici structurale, chiar la acest nivel atomic, subnanometric, influențează proprietățile fizice considerate, la scară macroscopică. În plus, graficele de dependenţă prezintă o serie de puncte particulare (de întoarcere) care sugerează zone de transformări structurale generate de transformările [BO4] ->[BO3] şi [AlO6] -> [AlO4], funcţie de compoziția chimică a sticlelor.
Cuvinte cheie
sticle din Na2O–Al2O3, proprietăți, compactare structurală corelații, scară sub-nanometrică
TAHA H. ABOOD AL-SAADI , ZAINAB HASHIM MAHDI, ISAM TAREQ ABDULLAH
Rezumat
Foamed geopolymer (inorganic polymers materials) were successfully produced from alkali activated glass waste powder, after thermally treated at temperatures between 500 and 700ºC for 1 hour. These geopolymers were synthesized by mixing the mixed color glass waste powder with (potassium hydroxide and sodium silicate) solutions. Thermal treatment of these new materials at temperatures ranging from 500ºC to 700ºC recorded an important volume increase 18-41%, during to a foaming process specific for sodium or potassium silicate (aluminate) hydrates. For these compositions and due to foaming process, the increase of volume is noticed at 600ºC and partial melting occurs at 700ºC. The formation of glass foams leading to large changes in volume associated with different sizes of open porosity. This method for creating a foaming geopolymers represents a novel reuse of the waste glass in engineering applications as thermal and sound insulations coupled with low cost and environmental benefits.
Cuvinte cheie
deșeuri de sticlă, geopolimeri spumați, activatori alcalini, tratamente termice
YIGITALP OKUMUS, GOKTUG GUNKAYA
Rezumat
In this study, the aim is to synthesize borosilicate glass powder with a particle size of approximately 50nm by the sol-gel method to be used as a hierarchical surface agent in hydrophobic coatings. Precursors used in the sol-gel reaction are Tetraethoxysilane (TEOS) as a source of silicon, boric acid as a source of boron and potassium hydroxide as a source of alkali. For this purpose, process optimization was simply investigated in three stages; solution, catalysis and reaction temperature parameters, respectively. In the first stage of the study, gelling behavior and amorphous structure formation were examined by using solutions prepared with different solvents at different pH values. The solution, which had an ethyl alcohol-water mixture as a solvent with an acidic start and alkaline second step, was found to be suitable. In the second step, the effect of catalysis was investigated by changing the catalyst type and amount in the solution which was found to be most suitable in the previous stage. Ammonium hydroxide and urea solutions that contain ammonium groups were used as catalysts. It was observed that the urea solution did not function as a catalyst due to its neutral character versus the base character of the ammonium hydroxide. In the last step of the study, the effect of reaction temperature was investigated. Upper and lower temperatures are limited due to the solution-based process. A temperature close to room temperature was included in the experiment in order to increase the controllability of the temperature. The gelation behavior at all stages was recorded with photoshoots of tilted beakers, the amorphous structures were examined using x-ray diffractometer (XRD) and microstructures were visualized with scanning electron microscopy (SEM). As a result of all the steps, a solution mixture of ethyl alcohol with a water molar ratio of 44.6: 33.9 and a starting pH of 2.3, a catalyst solution of 0.102 mol of ammonium hydroxide and a reaction temperature 30°C, were determined as optimal parameters.
Cuvinte cheie
sol - gel, pudră de sticlă, catalizatori
HÜSNÜGÜL YILMAZ ATAY, BERK ENGİN
Rezumat
In our previous studies, we observed excellent flame retardant properties of mineral reinforced polymer composites. However, it was investigated that some mechanical properties of the composites were deteriorated concurrently with adding minerals. In this study, it was aimed to improve those features by using glass fibers and glass spheres. Polyproplyene is used as a matrix material. Huntite hydromagnesite and glass fibers/spheres were embedded to the matrix in different loading levels. Prior to the composite production, crushing, grinding and screening processes were applied to the mineral. After fabrication of the mineral and glass fibers/spheres reinforced polyproplyene composite samples, they were characterized by using Scanning Electron Microscope - Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDS) to investigate the elemental analysis and morpology. Tensile and flexural tests were applied to determine the mechanical behaviours. Finally Flame retardancy test was undertaken to observe the flame retardant properties of the composites. It was concluded that the use of glass fibers is a beneficial way to improve mechanical properties of mineral reinforced flame retardant composites.
Cuvinte cheie
întârzietor de flacără, compozite polimerice, proprietăți mecanice, fibră de sticlă, sfere de sticlă, hidromagnezit
LIGIA TODAN, DOREL CRIŞAN, NICOLAE DRĂGAN, DANIELA C. CULIȚĂ, CRINU CIUCULESCU, SANDA MARIA DONCEA
Rezumat
Acest articol studiază adsorbția piridinei, un poluant al mediului, pe un material argilos natural şi anume bentonită, la un pH bazic şi la temperatura camerei. S-au folosit bentonita saturată cu sodiu şi bentonita modificată cu un surfactant cationic, iar rezultatele au fost comparate. S-a determinat influența timpului de contact şi a concentrației inițiale a poluantului asupra asimilării piridinei prin GC-MS. Adsorbenții au fost caracterizați înainte şi după contactul cu soluția de piridină prin următoarele metode: aria suprafeței specifice BET şi porozitatea, analiza XRD şi FTIR. Grupările hidroxil ale bentonitei în contact cu soluția de piridină formează compuşi protonați ai piridinei care generează legături de hidrogen şi interacții electrostatice argilă – piridină, putând duce la îndepărtarea surfactantului. Adsobția chimică este preponderentă față de adsorbția fizică/partiția în ambele cazuri, iar procesul decurge conform cineticii unei pseudo reacții de ordinul doi, modelul izotermei de adsorbție Freundlich reprezentând corect datele la echilibru. Eficiența de adsorbție la echilibru este de 82,88 % în cazul bentonitei modificate cu surfactant şi de 97,82 % pentru bentonita saturată cu sodiu, aceasta din urmă reprezentând o alternativă mai bună pentru îndepărtarea piridinei.
Cuvinte cheie
bentonită, spectroscopie IR, difracție de raze X, cinetică, adsorbție piridină
ZENO GHIZDĂVEȚ, ALINA CORNELIA BACIU, ANTON FICAI, DIANA ANCA TIT
Rezumat
Obiectivul celei de a doua părţi a articolului este de a identifica influenţa procesării mecanice a amestecului de materii prime asupra proprietăţilor glazurii.
Au fost realizate analize preliminare a aptitudinii la măcinare pentru fiecare materie primă principală. S-a constatat o importantă dispersie a distribuţiei granulometrice la un număr mic de rotaţii ale morii. Pe măsură ce numărul de rotaţii creşte, comportamentul mecanic tinde să fie corelat cu duritatea materialelor. Astfel, distribuţiile granulometrice se regăsesc în două grupuri distincte, care conţin, fiecare, valori foarte apropiate: primul grup pentru materialele care prezintă duritate mai mare (nisip, feldspat) şi celălalt pentru cele cu duritate mai mică (dolomită şi carbonat de calciu).
Au fost utilizate două serii de compoziţii de materii prime, una pentru glazuri mate şi alta pentru glazuri lucioase; fiecare dintre ele au fost măcinate într-o moară planetară cu bile la acelaşi număr de rotaţii ale morii (1000, 2000, 3000, 5000, 7000, 10000 şi 13000 rotaţii) şi a fost determinată distribuţia granulometrică. Amestecurile de materii prime rezultate au fost utilizate pentru glazurarea unor suporturi ceramice. Arderea de glazură s-a realizat într-un cuptor tunel industrial la 1200°C, cu ardere rapidă şi a fost urmată de investigarea proprietăţilor optice şi dilatarea termică a glazurii.
Rezultatele dovedesc că distribuţia granulometrică a granulelor influenţează puternic parametrii de culoare ai glazurii şi dilatarea ei termică. Aceasta arată influenţa directă a dimensiunii particulelor asupra proprietăţilor investigate, datorită interacţiunii lor cu lumina. Pe măsură ce măcinarea devine mai avansată, cele mai mici particule intră în topitură şi, în consecinţă, numărul celor care rămân ca fază cristalină scade. Pe de altă parte, particulele de dimensiuni mai mici produc o dispersie mai importantă a luminii (se comportă ca opacifianți). Imaginile FTIR ale suprafețelor glazurilor arată un număr mare de particule cristaline dispersate în faza vitroasă. Spectrele și cartografierile FTIR evidențiază o scădere a transmitanței cu creșterea fineții de măcinare.
Conform rezultatelor, numărul maxim de rotații a morii este de 7000 rotații, după care apare supramăcinarea.
Cuvinte cheie
ceramică de menaj, măcinare, glazură, proprietăți