english XIAN BIN WANG, SONG TANG, LIANG JI WANG
Rezumat
The study aims to investigate the effects of Cr2O3 doping on the microstructure and properties of PMS-PZT piezoelectric ceramic materials. The solid-phase reaction method is used to prepare PMS-PZT ceramics. The microstructure is characterized using X-ray diffraction and scanning electron microscope. The research results indicated that doping with Cr2O3 significantly affected the crystal structure and properties of PMS-PZT materials. X-ray diffraction pattern analysis demonstrated that with the increase of Cr2O3 doping, the lattice constant of PMS-PZT samples changed, and the grain size also showed different distributions in scanning electron microscope images. When the doping amount of Cr2O3 was 0.2wt%, the piezoelectric constant d33 reached its maximum value, at 382pC/N, the relative dielectric constant εr was 1,325, and the dielectric loss tanδ decreased to 0.31%. The electromechanical coupling coefficient Kt and mechanical quality factor Qm were 0.68 and 461, respectively. The finite element analysis results indicated that the PMS-PZT material with the optimal doping amount exhibited excellent static and dynamic properties under high-energy density conditions. Therefore, appropriate Cr2O3 doping can optimize the microstructure and piezoelectric properties of PMS-PZT materials, making them promising for high-energy density applications
Cuvinte cheie
Materiale ceramice piezoelectrice, dopare Cr2O3, material PMS-PZT, analiza elementelor finite, performanță piezoelectrică
FLORENTINA MARILENA CLICINSCHI, CRISTINA ANTONELA BANCIU, MAGDALENA VALENTINA LUNGU, DORINEL TĂLPEANU, CIPRIAN ALEXANDRU MANEA, GABRIELA BEATRICE SBÂRCEA, DELIA PĂTROI, VIRGIL EMANUEL MARINESCU, ALINA IULIA DUMITRU
Rezumat
Scopul acestui studiu constă în determinarea influenței diferitelor adaosuri de sinterizare (Al2O3 și Y2O3) asupra dezvoltării materialelor compozite ceramice pe bază de β-SiC cu proprietăți mecanice ȋmbunătățite, folosind tehnica de sinterizare în plasmă cu scânteie (SPS). Procesul SPS s-a realizat în vid, sub o presiune aplicată de 50 MPa, la temperaturi de sinterizare de 1850°C și 1900°C, cu un timp de menținere de 10 minute. Comportamentul structural și morfologic al compozitelor obținute la diferite temperaturi de sinterizare, care contribuie la îmbunătățirea proprietăților mecanice, a fost analizat prin difracție cu raze X (XDR) și microscopie electronică de baleiaj (SEM). Caracteristicile fizico-mecanice, precum densitatea aparentă, porozitatea, duritatea Vickers modulul de elasticitate, coeficientul de frecare și rata specifică de uzură, au fost, de asemenea, determinate pentru toate probele sinterizate. Analiza structurală prin XRD a evidențiat formarea unei faze majoritare de β-SiC şi a unei faze minoritare de α-SiC, cu dovezi ale transformării cristalografice între cele două faze (β→α). Pe baza rezultatelor obținute, s-a observat că pentru compozitele SiA, SiAY și SiYA sinterizate la 1900°C a rezultat o densitate mai mare de 3 g/cm3 și o porozitate sub 1%. În plus, densitatea aparentă a crescut odată cu temperatura de sinterizare, rezultând un grad de densificare de 92-93% pentru compozitele sinterizate la 1900°C. Toate probele au prezentat o duritate Vickers mai mare de 1800 HV, compozitele SiA demonstrând o duritate mai mare de 2263 HV. Compozitul SiA sinterizat la 1900°C a prezentat un modul de elasticitate de 309–323 GPa, împreună cu cel mai mic coeficient mediu de frecare (0,562) și cea mai redusă rată de uzură ((1.26±0.08)×10-5 mm3/N·m).
Cuvinte cheie
Sinterizare în plasmă cu scânteie, β-SiC, compozite ceramice, difracție X, SEM, proprietăți mecanice și tribologice
CICEK KORKMAZ TORUN, FURKAN ALP TORUN, ZEYNEP OKTE
Rezumat
Fluoride and strontium have been reported to improve apatite crystals when combined and are associated with significant reductions in acid reactivity. This study aimed to investigate the effect of single and combined application of fluoride and strontium solutions on the remineralization of initial enamel lesions. The buccal surfaces of teeth were divided into 4 regions and NaF, SrCl2 and NaF+SrCl2 combinations were applied. Initial surface microhardness was measured. Then, the teeth were kept in demineralization solution for 96 hours and their surface microhardness was measured again. After the solutions were applied to the relevant areas of the teeth, they were subjected to a 21-day pH cycle. At the end of 21 days, surface microhardness measurements were made again The difference between the initial and post-demineralization surface microhardness is statistically significant. Differences between the initial surface hardness and the surface hardness values measured after applying the solutions were found to be statistically significant. There was no statistically significant difference in surface microhardness values between the surfaces on which NaF, SrCl2 and their combinations were applied. Surface recovery was found to be statistically significantly higher in the NaF applied group compared to the other groups. When the findings of the study were evaluated, it was seen that the application of SrCl2 could be effective in the remineralization of enamel.
Cuvinte cheie
fluorit, stronțiu, micro-duritate, remineralizare
-
Anul
2024
-
Numărul
54 (3)
-
Paginile
182-188
-
Domenii de interes
BIOMATERIALE ȘI BIONANOMATERIALE; SUBSTANȚE, PROCEDURI ȘI DISPOZITIVE PENTRU MEDICINĂ
IRINA ELENA DOICIN, ADELINA-DENISA GOLEA, IONELA ANDREEA NEACȘU, VLADIMIR LUCIAN ENE, ALEXANDRA CATALINA BÎRCĂ, ALINA MARIA HOLBAN, ECATERINA ANDRONESCU
Rezumat
Acest studiu explorează depunerea nanoparticulelor de oxid de zinc (ZnO) pe fibrele de bumbac pentru a le îmbunătăți proprietățile antimicrobiene, având ca scop crearea de materiale avansate pentru halate medicale. Nanoparticulele de ZnO au fost depuse pe fibrele de bumbac folosind metoda spin-coating cu concentrații variabile de soluții precursoare și un număr diferit de straturi depuse. Proprietățile structurale, morfologice și chimice ale textilelor acoperite au fost analizate utilizând difracția de raze X (XRD), microscopie electronică de baleiaj (SEM), spectroscopie dispersivă de raze X (EDS), spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier (FT-IR) și au fost corelate ulterior cu teste antimicrobiene. Rezultatele au indicat că o concentrație de precursor de 0,5 M și un număr optim de 20 de straturi au condus la o distribuție uniformă a nanoparticulelor de ZnO, cu dimensiuni cuprinse între 40 și 90 nm. Această probă a prezentat, de asemenea, cea mai ridicată activitate antimicrobiană împotriva microorganismelor testate (Escherichia coli, Staphylococcus aureus și Candida albicans). În contrast, probele cu concentrații mai mari de precursor și particule cu dimensiuni micronice au arătat o performanță antimicrobiană redusă. Aceste descoperiri subliniază importanța controlului dimensiunii nanoparticulelor și a condițiilor de depunere pentru a obține o eficacitate antimicrobiană maximă.
Cuvinte cheie
ZnO, spin-coating, fibre bumbac, efect antimicrobian
ȘTEFAN-ALEXANDRU GAFTONIANU, CARMEN CHIFIRIUC, ECATERINA ANDRONESCU ADRIAN SURDU, ALEXANDRA-CRISTINA BURDUȘEL, ROXANA TRUȘCĂ
Rezumat
Această lucrare se concentrează pe prepararea, caracterizarea și funcționalizarea nanostructurilor de magnetită (Fe₃O₄) și oxid de ceriu (CeO₂). Lucrarea de față a fost realizată pentru a sintetiza nanoparticulele cu un grad ridicat de uniformitate și stabilitate, iar funcționalizarea nanoparticulelor a fost orientată spre îmbunătățirea proprietăților. Analiza morfostructurală a permis caracterizarea și potențialele aplicații în domenii biomedicale. Activitatea antimicrobiană a fost evaluată împotriva agenților patogeni precum Staphylococcus aureus și Escherichia coli, în timp ce activitatea antitumorală a fost evaluată pe linii de celule HeLa. Rezultatele au indicat un efect antimicrobian bun în citotoxicitatea împotriva celulelor canceroase, ceea ce înseamnă că aceste nanostructuri pot avea potențial în terapia specifică. Acest studiu oferă informații importante cu privire la modul în care proprietățile nanomaterialelor pot fi optimizate pentru utilizarea lor eficientă în tratamentele antimicrobiene și oncologice.
Cuvinte cheie
Nanoparticule, magnetită, oxid de ceriu, activitate antimicrobiană, efect antitumoral, nanostructuri funcționalizat
-
Anul
2024
-
Numărul
54 (3)
-
Paginile
198-204
-
Domenii de interes
BIOMATERIALE ȘI BIONANOMATERIALE; SUBSTANȚE, PROCEDURI ȘI DISPOZITIVE PENTRU MEDICINĂ
AWADHESH SRIVASTAVA, ABHISHEK MISHRA, SACHIN KUMAR SINGH
Rezumat
The escalating construction activities have led to a significant environmental pollution due to the CO2 emission from cement industry. To address this issue, this study explored the incorporation of waste plastic polypropylene (PP) fibers at 1%, 2%, 3%, and 4% by weight of cement, combined with 2% nano titanium dioxide (TiO2). The objective was to assess how these plastic fibers influence the mechanical and physical properties of concrete. Investigation focused on various concrete properties, including water absorption, compressive, split tensile and flexural strength, as well as on non-destructive testing (NDT) to validate the destructive test. High magnification scanning electron microscopy (SEM) images were used to analyze the morphology of the concrete samples after 28 days of curing with different fiber percentages. The study revealed that all concrete mix achieved the mean target strength in compression. However, increment in the flexural strength approximately 34%, and the split tensile strength increased by about 18.18% with the addition of 2% nano TiO2 and 2% plastic fibers. 2% nano TiO2 with 1 to 2% PP fiber, gives the desired result in mechanical properties and microstructural properties.
Cuvinte cheie
beton armat cu fibre, nano-materiale, rezistență la compresiune, rezistență la rupere, ductilitate, test non-distructiv
R. KARTHIKEYAN, C.HARIHARASUDHAN, M.SIVAKUMAR, K.SUGUNA, K.K.GAAYATHIRI
Rezumat
This effort attempt to determine the durability of microsilica- zeolite based concrete. The study s main variables, zeolite and silica fume, were substituted for cement in the proper ratios: 5%, 10%, and 15% of zeolite and 10% of constant micro- silica. A total of 36 control specimens were cast and tested for this work, including cubes (150 x 150 x 150 mm), cylinders (100 mm × 200 mm) . Nine of the thirty-six control specimens are standard concrete specimens. The final 27 specimens were constructed using microsilica-zeolite based concrete. The experimental results clearly demonstrate that the addition of micro-silica and zeolite significantly enhances the durability characteristics of ternary blended concrete, including water absorption, resistance to acid attack, porosity, and carbonation depth. Moreover, incorporating micro-silica and zeolite into concrete mixtures not only improves the material s durability properties but also provides an environmentally friendly alternative to traditional cement-based mixtures.
Cuvinte cheie
beton amestecat, adâncime de carbonatare, micro-silice, zeolit, durabilitate, rezistență
ZHICHENG LIU, YICHAO ZHANG, LI SUN, XUAN LI, FENGRUI ZHANG, HUANG LI
Rezumat
Mesoscale numerical simulations can provide a more intuitive and accurate characterisation of the mechanical behaviour of recycled concrete. This study entailed the development of a mesoscopic finite element model for recycled concrete by using mesoscopic CT images of recycled concrete and mesoscopic image processing techniques. An analysis of uniaxial compression damage characteristics of recycled concrete was performed. The results indicate that the development of a refined mesoscopic finite element model can be realised with a combination of histogram equalisation, image segmental transformation, median filtering and noise removal, morphological image processing, Canny edge detection, and image vectorisation techniques. In addition, the basic mechanical properties and stress–strain curve of recycled concrete under uniaxial compression obtained from the mesoscopic finite element model are in good agreement with the experimental results. Tensile stress concentration at the interfacial transition zone (ITZ), which is the leading cause of damage in recycled concrete, was exhibited when the axial stress reaches the compressive strength of recycled concrete. Under loading, the interface ITZ3 between the recycled aggregate and old mortar, was the first to show damage, followed by ITZ2, which is the interface between the new mortar and old mortar. ITZ1, which is the interface between the recycled aggregate and new mortar, was the last to show damage. This indicates that the mechanical properties of ITZ3 are relatively weak, the mechanical properties of ITZ1 are relatively strong. The mechanical properties of the ITZs have a direct impact on the compressive strength of recycled concrete.
Cuvinte cheie
beton reciclat, compresiune uniaxială, caracteristici de deteriorare, mezo-scală, simulare numerică
J. SHANMUGAPRIYA, P. KRISHNA KUMAR, S. GEETHA, S. SIVARAMAKRISHNAN, M.SELVAKUMAR, A. KANDASAMY
Rezumat
The present study relates to creating a simplified approach for the mix design of Internally cured Self Compacting Concrete under ambient curing conditions when fly ash is used as a supplementary cementitious material. A simple and novel approach for the Mix design of internally cured SCC with fly ash has been attempted in the study. The study helps in designing a robust mix design of SCC that could provide better workability and compressive strength even under poor or adverse curing conditions. A nomogram to determine the cement content, efficiency factor of fly ash and water content required for SCC have been developed and also nomograms for determining the internal curing water requirements have been developed for medium strength SCC with fly ash replacements up to 50%. A sample mix design for a fly ash replacement percentage of 35% and a Total Cementitious Material Content of 500 kg/m3 has been worked out and validated through the results of workability and compressive strength. Hence, this approach of mix design can be used as a ready-reckoner for proportioning a mix design for Internally cured Self compacting concrete of medium strength provided the percentage of fly ash replacement is decided and the characteristics of the internal curing material is known.
Cuvinte cheie
proiectarea amestecului, nomogramă, întărire internă, beton autocompactant, factor de eficiență