Leon Murawski, Katedra Fizyki Ciała Stałego Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Leon Murawski, Katedra Fizyki Ciała Stałego Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej"

Bogusław Gajewski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Nanomateriałów Leon Murawski, Katedra Fizyki Ciała Stałego Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej POLITECHNIKA GDAŃSKA Centrum Zawansowanych Technologii Pomorze ul. Al. Zwycięstwa Gdańsk prof. dr hab. inż. Andrzej Zieliński tel fax Przewodniczący Rady Koordynator czt@pg.gda.pl projekt współfinansowany ze środków Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Pomorskiego

Zwycięstwa 27 80-233 Gdańsk prof. dr hab. inż. Andrzej Zieliński tel. 58 348 63 57 fax.

2 Czym są nanomateriały? Są to materiały, w których struktura lub zmiany strukturalne w obszarach w zakresie nanometrów (10-9 m) w istotny sposób wpływają na ich właściwości fizyczne. Przykład: Wygrzewane w wodorze szkło krzemianowo- bizmutowe lub krzemianowo - ołowiowe. W wyniku procesu wygrzewania na powierzchni szkieł pojawiają się nanostruktury metalicznego ołowiu lub bizmutu, które w sposób radykalny zmieniają przewodnictwo elektryczne i właściwości optyczne.

sposób wpływają na ich właściwości fizyczne.

3 Kanałowy powielacz elektronów wykonany ze szkła krzemianowobizmutowego Wzmocnienie powielacza: 10 8

4 Podstawowymi narzędziami do badań nanomateriałów są: Mikroskop sił atomowych AFM Skaningowy mikroskop tunelowy STM

6 Obraz STM atomów węgla na powierzchni grafitu

7 W ramach projektu CZT laboratorium zostanie wyposażone w nowoczesny mikroskop AFM/STM oraz szereg dodatkowych modułów rozszerzających zakres możliwych do przeprowadzenia badań. Dodatkowe możliwości badawcze to: Mikroskopia sił tarcia Mikroskopia sił elektrostatycznych Mikroskopia sił magnetycznych Mikroskopia potencjału powierzchniowego (sonda Kelvina) Na ten cel w projekcie przewidziano kwotę zł

Dodatkowe możliwości badawcze to: Mikroskopia sił tarcia Mikroskopia sił elektrostatycznych

8 Z laboratorium korzystac będą wszystkie eksperymentalne zespoły badawcze Katedry Fizyki Ciała Stałego: Zespół fizyki szkieł i żeli (prof. L. Murawski) Zespół badań wysokotemperaturowych nadprzewodników (prof. W. Sadowski) Zespół nieniszczących metod defektoskopii (prof. B. Augustyniak) Zespół badań materiałów ceramicznych do ogniw paliwowych SOFC (Solid Oxide Fuel Cell); - tlenkowe ogniwa paliwowe SOFC z elektrolitem przewodzącym jony tlenu (prof. B. Kusz) -tlenkowe ogniwa paliwowe SOFC z elektrolitem przewodzącym protony (dr hab. M. Gazda)

Augustyniak) Zespół badań materiałów ceramicznych do ogniw paliwowych SOFC (Solid Oxide Fuel Cell); - tlenkowe ogniwa paliwowe SOFC z

9 Tlenkowe ogniwo paliwowe Gdańsk, 16 grudnia 2010

10 Materiały ceramiczne dla tlenkowych ogniw paliwowych Materiały anodowe - perowskity z rodziny SrTiO 3 domieszkowane Nb (SrTi 0.98 Nb 0.02 O 3-δ ),które posiadałyby Złącze anoda-elektrolit na wszystkie zalety stosowanego w którym następuje utlenienie paliwa technologii SOFC cermetu niklowego oraz jednocześnie były stabilne w atmosferze redukcyjnej i odporne na związki siarki oraz osadzanie się węgla. Budowa ogniwa na bazie Materiały katodowe:sr(ti,fe)o 3, La(Ni,Fe)O anody perowskitowej oraz 3 stali nierdzewnej

02 O 3-δ ),które posiadałyby Złącze anoda-elektrolit na wszystkie zalety stosowanego w którym następuje utlenienie paliwa

11 Materiały ceramiczne dla protonowych tlenkowych ogniw paliwowych Materiały na elektrolity z rodzin niobianów (domieszkowane La 2 NbO 4 ) i cerianów (domieszkowane BaCeO 3 ) o wysokim przewodnictwie protonowym i dużej stabilności chemicznej. Materiały katodowe (CaTi 0.9 Fe 0.1 O 3-δ ) Opracowanie technologii tlenkowych ogniw paliwowych SOFC z elektrolitem protonowym o dużej efektywności. Współpraca naukowa: zespół dr hab. inż. Piotra Jasińskiego, Wydział ETI zespół prof. Anny Lisowskiej-Oleksiak, Wydział Chemiczny

12 Pore Volume [cm 3 /g] Aerożele krzemionkowe SiO 2 Si 4+ O 2-4,0 Porowatość do 99% 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Pore Diameter [nm] Gęstość: g/cm 3 Powierzchnia właściwa do 1000 m 2 /g Współczynnik załamania światła: 1,05 1,1 Stała dielektryczna: 1,1 Prędkość dźwięku w aerożelu: 100 m/s Temperatura topnienia: C Odporność cieplna do C Przewodność cieplna: ~0,017 W/mK

35 g/cm 3 Powierzchnia właściwa do 1000 m 2 /g Współczynnik załamania światła: 1,05 1,1 Stała

13 Aerożele tleno-azotkowe Aerożele tleno-azotkowe charakteryzuje zwiększona wytrzymałość mechaniczna i termiczna w stosunku do aerożeli SiO 2. Posiadają one podobną porowatość (> 90%) oraz powierzchnię właściwą (> 300 m 2 /g). Przewiduje się zastosowanie technologii do wytwarzania materiałów termoizolacyjnych o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej i termicznej

Posiadają one podobną porowatość (> 90%) oraz powierzchnię właściwą (> 300 m 2 /g).

14 Magnetyczne nieniszczące metody badań stanu elementów konstrukcji Stosujemy oryginalne metody badań: - naprężeń własnych w skali makro stosując polowy efekt Barkhausena (HEB) oraz funkcję rozkładu naprężeń wewnętrznych (w skali mikro) stosując mechaniczny efekt Barkhausena Zasada badania za pomocą elektromagnesu jarzmowego: 1 detektor EMA, 2 detektor HEB, 3 smar, 4 jarzmo - stopnia degradacji materiałów eksploatowanych w warunkach zmiennych naprężeń i temperatur stosując emisję magnetoakustyczną (EMA) i prądy wirowe

efekt Barkhausena Zasada badania za pomocą elektromagnesu jarzmowego: 1 detektor EMA, 2 detektor HEB, 3 smar, 4 jarzmo - stopnia

15 Nadprzewodniki wysokotemperaturowe Ceramika nadprzewodnikowa do zastosowań energetycznych Ceramiki nadprzewodników YBaCuO i BiSrCaCuO Możliwe zastosowania energetyczne: elementy nadprzewodzących elektromagnesów ograniczniki prądowe

nadprzewodników YBaCuO i BiSrCaCuO Możliwe zastosowania

Podobne dokumenty

Szkło kuloodporne: składa się z wielu warstw różnych materiałów, połączonych ze sobą w wysokiej temperaturze. Wzmacnianie szkła

Szkło kuloodporne: składa się z wielu warstw różnych materiałów, połączonych ze sobą w wysokiej temperaturze. Wzmacnianie szkła Wzmacnianie szkła Laminowanie szkła. Są dwa sposoby wytwarzania szkła laminowanego: 1. Jak na zdjęciach, czyli umieszczenie polimeru pomiędzy warstwy szkła i sprasowanie całego układu; polimer (PVB ma