Magnesy Nd-Fe-B. 30 lat doskonalenia materiału

Waldemar Kaszuwara

Monografia poświęcona jest materiałom magnetycznym twardym Nd-Fe-B, które dzięki swym doskonałym właściwościom dały nowe możliwości konstruktorom maszyn elektrycznych. Materiał ten, wynaleziony w 1984 roku, stanowi obecnie połowę wartości światowego rynku materiałów magnetycznych twardych. Jest obecny w wielu urządzeniach codziennego użytku (stacje twardych dysków, elektronarzędzia itp.), a także w aktualnie rozwijających się konstrukcjach (generatory elektrowni wiatrowych, silniki samochodów elektrycznych i hybrydowych). Magnesy Nd-Fe-B przez 30 lat swojego istnienia podlegały również dużym zmianom. Dzięki rozwojowi procesów wytwarzania doskonalono ich mikrostrukturę i właściwości. W tym czasie udało się podwyższyć temperaturę pracy magnesów o około 100ºC i zwiększono ich remantację o około 0,3 T przy kilkukrotnym zmniejszeniu ceny. Osiągnięto to poprzez doskonalenie mikrostruktury, optymalizując skład chemiczny i procesy wytwarzania. W monografii przedstawiono rozwój technologii materiału Nd-Fe-B oraz obecnie stosowane metody wytwarzania w zależności od wymaganych właściwości i postaci magnesu (magnez lity, wiązany, warstwa). Zaprezentowano także podstawowe zastosowania tego materiału i uwarunkowania (ekonomiczne i techniczne) jego dalszego rozwoju.

Makroskopowe przewodniki elektryczne z nanorurek węglowych

Agnieszka Łękawa-Raus

W monografii rozważane są nowe możliwości i ograniczenia związane ze stosowaniem nanorurek węglowych do wykonania makroskopowych przewodników elektrycznych na potrzeby elektrotechniki i elektroniki. Wykazano, że nanorurki węglowe są bardzo ciekawymi materiałami przewodzącymi, które mogłyby być bardzo szeroko stosowane w makroskali. Odpowiednio dobrane techniki wytwarzania makroskopowych przewodników nanorurkowych mogą pozwolić na otrzymanie przewodników o różnych kształtach, wymiarach, właściwościach elektrycznych, mechanicznych, chemicznych, termicznych, stopniu izotropowości, jak również zdolności do dalszego przetwarzania. Przewodniki te mogą być również wolnostojące lub osadzone na podłożach. Praca wskazuje, iż w zależności od przeznaczenia przewodnika i jego pożądanej charakterystyki makroskopowe przewodniki nanorurkowe można wykonywać zarówno z proszków nanorurkowych, jak i czystych makrostruktur nanorurkowych, takich jak włókna, filmy, maty lub dywaniki nanorurkowe. Jak podkreślono, spośród powyższych włókna i filmy są szczególnie ciekawe dla zastosowań elektrycznych, gdyż mogą charakteryzować się bardzo wysoką konduktywnością. Rozważania teoretyczne wskazują, iż przy odpowiedniej optymalizacji morfologii włókien i filmów, przewodniki z nanorurek węglowych mogłyby być lepiej przewodzące niż miedź czy aluminium.

Materiały poliuretanowe wytwarzane z zastosowaniem surowców odnawialnych

Joanna Ryszkowska

Przedmiotem badań wielu ośrodków naukowych jest wykorzystanie surowców naturalnych, będących produktami ubocznymi z produkcji innych branż przemysłu, rolnictwa i gospodarki leśnej, jako napełniaczy m.in. do wytwarzania materiałów poliuretanowych, a zwłaszcza kompozytów pianek poliuretanowych. W prezentowanej książce podsumowano wybrane wyniki takich badań, prowadzonych we współpracy z przemysłem, a dotyczących zastosowań biopolioli i napełniaczy pozyskanych z produktów ubocznych z przemysłu rolno-spożywczego, do wytwarzania elastomerów poliuretanowych i rożnych grup pianek poliuretanowych. Opracowanie technologii produkcji materiałów poliuretanowych z zastosowaniem surowców odnawialnych wymaga poznania zależności między rodzajem zastosowanych biopolioli i napełniaczy naturalnych, a ich strukturą i właściwościami. Dlatego autorzy monografii wiele uwagi poświęcili przedstawieniu mechanizmów reakcji zachodzących w procesie przetwórstwa pianek poliuretanowych, koncentrując się na opisie pianek elastycznych, w tym zwłaszcza pianek lepkosprężystych.

Mechanika budowli. Metoda przemieszczeń z wykorzystaniem metody elementów skończonych

Bohdan Michalak, Szymon Langier

Metoda przemieszczeń jest wraz z metodą sił podstawowym narzędziem używanym w mechanice budowli do rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych. Przedstawione w książce rozważania teoretyczne i przykłady obliczeń pozwalają poznać metodę przemieszczeń. Zagadnienia poruszane w książce obejmują analizę statyczną i analizę liniowej stateczności płaskich i przestrzennych układów prętowych. Każda z przedstawionych wersji zawiera rozważania teoretyczne jak i przykłady obliczeń.   W podręczniku zostały załączone przykłady analizy komputerowej ze zrzutami z ekranu użytych programów, które pozwalają poznać i nauczyć się podstaw tworzenia dyskretnych modeli numerycznych oraz przeprowadzania obliczeń z wykorzystaniem programów komputerowych.

Mechanika budowli. Układy statycznie niewyznaczalne. Metoda przemieszczen

Łukasz Domagalski, Jarosław Jedrysiak Ewelina Kubacka, Jakub Marczak

Niniejsze opracowanie stanowi kontynuację podstawowego kursu mechaniki budowli, którego pierwsza część została przedstawiona przez autorów w podręczniku Notatki do ćwiczeń z mechaniki budowli. Układy statycznie wyznaczalne i metoda sił. W książce omówiono zastosowanie metody przemieszczeń do rozwiązywania niewyznaczalnych płaskich układów prętowych, przy czym podstawy teoretyczne rozpatrywanych przykładów zostały ograniczone do niezbędnego minimum. Podobnie jak w pierwszym tomie, autorzy zdecydowali się przedstawić metodę przemieszczeń w mechanice budowli w ujęciu klasycznym, jedynie z pewnym drobnym zasygnalizowaniem możliwości stosunkowo łatwego zaadoptowania tej metody w wersji tzw. komputerowej.

Modyfikacje dwusiarczkiem wolframu powłok tlenkowych Al2O3 wytwarzanych na stopach aluminium

Joanna Korzekwa

Monografia dotyczy kształtowania struktury i właściwości powłok tlenkowych Al2O3 domieszkowanych dwusiarczkiem wolframu WS2, wytwarzanych na stopach aluminium, w celu poprawienia właściwości ślizgowych w kinematycznych, bezolejowych węzłach tarcia. W pracy przedstawiono analizę i charakterystykę przygotowanego materiału badań jak i właściwości pary trącej, oparte na przeprowadzeniu szeregu badań strukturalnych, technologicznych, eksperymentalnych i eksploatacyjnych definiujących inżynierię powierzchni powłok tlenkowych Al2O3 domieszkowanych WS2. Przyjęta metodyka badań umożliwiła określenie szczegółowych wniosków poznawczych oraz optymalizację funkcjonowania badanych węzłów tarcia, wskazała również aspekty aplikacyjne modyfikowanej WS2 powłoki Al2O3 w rzeczywistym układzie siłownika pneumatycznego.

Nowa stal bainityczna do zastosowań na szyny kolejowe

Bogusława Adamczyk-Cieślak

Monografia składa się z czterech rozdziałów. W rozdziale 1 krótko scharakteryzowano zagadnienia związane z problemami kolejnictwa, rozwojem tej gałęzi przemysłu, a także potrzeby i nowe kierunki badań mające sprostać stawianym wymaganiom kolei dużych prędkości. W rozdziale 2, stanowiącym wstęp do zagadnienia torów kolejowych, przedstawiono ogólnie poszczególne elementy składowe wchodzące w skład toru kolejowego, wskazując, że jego niezawodność nie jest jedynie uwarunkowana rodzajem i gatunkiem samej szyny kolejowej, a tylko odpowiedni dobór i współpraca wszystkich komponentów stanowiących drogę kolejową zapewnia spełnienie zmiennych w czasie wymagań eksploatacyjnych. Opisano również najczęściej stosowane na szyny stale o strukturze perlitycznej, a także te, które są pretendentem do tych zastosowań, a mianowicie stale bainityczne. Ponadto w rozdziale tym przybliżono zagadnienia związane ze zmęczeniem niskocyklowym i tarciem stali bainitycznych, a także skupiono się na zjawisku TRIP, które może przyczynić się do wydłużenia okresu eksploatacji szyny. Cel i zakres realizowanej pracy, a także opis analizowanych materiałów zamieszczono w rozdziale 3. W następnych podrozdziałach opisano metodykę prowadzonych badań oraz otrzymane rezultaty dla szyny o strukturze bainitycznej zarówno w stanie wyjściowym, jak i po dwuletnim okresie jej eksploatacji. Dodatkowo przedstawiono także wyniki własne badań stali o strukturze perlitycznej, która stanowi niejako porównanie możliwości obecnie stosowanych gatunków stali na szyny kolejowe z nowymi, perspektywicznymi wytopami. W pierwszej kolejności opisano wyniki badań otrzymane przy zastosowaniu dyfrakcji rentgenowskiej (udział austenitu szczątkowego), następnie scharakteryzowano mikrostruktury analizowanych stali, wykorzystując mikroskopię świetlną, elektronową wraz z uwzględnieniem metody EBSD. Kolejny podrozdział poświęcono analizom zmian właściwości mechanicznych stali, zmęczeniu niskocyklowemu i tarciu. Praca zakończona jest podsumowaniem otrzymanych wyników badań oraz bibliografią.

Nowe wyzwania i trendy w inżynierii materiałowej

Józef Iwaszko, Ewa Staniewska (red.)

Niniejsza monografia jest opracowaniem wielowątkowym, efektem 45. Studenckiej Konferencji Naukowej "Potencjał innowacyjny w inżynierii materiałowej i zarządzaniu produkcją", organizowanej cyklicznie przez Politechnikę Częstochowską. Zaprezentowano w niej nowe rozwiązania technologiczne i materiałowe oraz współczesne, udoskonalone metody badawcze. Problematyka badawcza dotyczy m.in. najbardziej perspektywicznej grupy materiałów inżynierskich, tj. kompozytów, niezawodności eksploatacyjnej materiałów w różnych środowiskach, właściwości i możliwości ich kształtowania bądź nadawania im nowych funkcjonalności i cech poprzez modyfikację składu chemicznego lub fazowego czy wykonanie dedykowanej obróbki. Ważny watek stanowi tematyka nowoczesnych metod formowania wyrobów, w tym technologii przyrostowych, a także metod badawczych, kryteriów ich doboru, możliwości oraz ograniczeń, jakie wiążą się z ich stosowaniem. Narzędzia diagnostyczne i metody badawcze są kluczem do kompleksowego poznania i "zrozumienia" materiału, a tym samym do kontroli zmian, jakie chce się wywołać w tym materiale bądź które następują w trakcie jego eksploatacji. Szeroki wachlarz problematyki badawczej prezentowanej w niniejszym opracowaniu pozwala każdemu znaleźć coś interesującego i inspirującego.