Zakłady
  Laboratoria
  specjalistyczne
  Centra
  doskonalości
 Skorowidz
 Strona główna
 
 
Laboratorium Specjalistyczne Fizykochemii Materiałów
Centrum Fizykochemii Materiałów IChF PAN i WIM PW
przy Zakładzie VI

Kierownik Laboratorium/Pełnomocnik d/s Centrum:
Prof. dr hab. Maria Janik-Czachor

Tel.: (0 22) 343-3325
Fax:(0 22) 632-5276
e-mail: maria@ichf.edu.pl

Laboratorium zakończyło działalność z dniem 31 grudnia 2011.

Tematyka badań

  1. Właściwości electrochemiczne szkieł metalicznych i metali składowych,
  2. Dynamika procesów elektrokatalitycznych,
  3. Zjawiska lokalne na elektrodach,
  4. Wysokorozdzielcza charakterystyka powierzchni niejednorodnych materiałów funkcjonalnych i konstrukcyjnych.
Zarówno chemikom, jak i specjalistom w dziedzinie inżynierii materiałowej zainteresowanym zrozumieniem i poprawą właściwości nowych materiałów funkcjonalnych i konstrukcyjnych, niezbędna jest informacja o morfologii i składzie chemicznym powierzchni w skali nano. Aparatem umożliwiającym uzyskanie takich wielostronnych informacji jest Skaningowy Mikroanalizator Elektronów Augera.

I. Aparatura badawcza

Skaningowy Mikroanalizator Elektronów Augera

Centrum Fizykochemii Materiałów wyposażone jest w Skaningowy Mikroanalizator Elektronów Augera MICROLAB 350 firmy Thermo Elctron (VG Scientific) wykorzystywany opcjonalnie jako spektrometr fotoelektronów - XPS.

Możliwości badawcze urządzenia są następujące:

  • otrzymywanie obrazów SE powierzchni próbki (rozdzielczość < 7 nm);
  • wykonywanie lokalnych analiz jakościowych (rozdzielczość pozioma < 12 nm, rozdzielczość w głąb 0,5 - 2 nm; zakres analizowanych pierwiastków od litu (Z = 3) wzwyż; wykrywalność ok. 0,3 % at.);
  • wykonywanie obrazów powierzchniowego rozmieszczenia pierwiastków (rozdzielczość < 12 nm);
  • wykonywanie analiz liniowych rozmieszczenia pierwiastków;
  • określanie względnej zawartości pierwiastków w nanoobszarach (dokładność analizy > 10 % wzgl.);
  • określanie stanu chemicznego atomu w nanoobszarach (rozdzielczość energetyczna 0,06%);
  • badanie bardzo cienkich warstw powierzchniowych (ARAES);
  • wyznaczanie profili zmian składu chemicznego w głąb materiału z rozdzielczością nanometryczną (połączone z trawieniem jonowym);
  • badania powierzchni ciał stałych za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS):
    • identyfikacja stanu chemicznego składników badanego materiału
    • rozszerzenie gamy możliwych do analizy materiałów o dielektryki (polimery, materiały tlenkowe- szkła, ceramika)
    • dokładniejsza analiza ilościowa próbek, w oparciu o program Mutline lub bazy danych współczynników czułości Scofielda i Wagnera
Szczegóły dotyczące wyposażenia urządzenia, jego możliwości badawczych i przykłady wykorzystania można znaleźć w załączniku.

Aparat jest zasilany poprzez urządzenie UPS dostarczone przez firmę Comex w celu utrzymania napięcia zasilającego ma wymaganej wartości 240 V i podtrzymania napięcia w przypadku krótkotrwałych zaników napięcia w sieci zasilającej.

Mikroskop elektrochemiczny

Produkcja własna, projekt dr M. Dolata, dr P. Kędzierzawski.
Podstawą części mechanicznej układu jest precyzyjny stolik X-Y, poruszany poprzez przekładnie śrubami mikrometrycznymi, obracanymi silnikami krokowymi. Połączona z częścią ruchomą stolika mikroelektroda jest przesuwana względem nieruchomej elektrody badanej. Cześć elektroniczną stanowi układ polaryzacji przystosowany do pracy z mikroelektrodami oraz sonda o dużej oporności wejściowej. Zarówno cześć mechaniczna, jak i elektroniczna są sterowane komputerem, który prowadzi również nabór danych i pozwala na prezentację wyników. Urządzenie umożliwia wykonywanie map rozkładu wielkości badanych (potencjał, opór, stężenie) z rodzielczością przesuwu czujnika ok. 300 nm i praktyczną rozdzielczością rzędu mm.
Sposób wykorzystania urządzenia:

  • badanie mikroszczelności powłok antykorozyjnych zarówno galwanicznych, jak i farb
  • badanie korozji galwanicznej
  • badanie materiałów kompozytowych (zarówno ich odporności na korozję, jak i ich pracy w charakterze elektrokatalizatorów)
  • badanie mechanizmów procesów elektrodowych
  • osadzanie mikrostruktur przy użyciu mikroelektrody pomocniczej (Scanning Counter Electrode).
  • jako metoda uzupełniająca do metod spektroskopowych: AES, XPS i ramanowskiej, które pozwalają na rejestrację map rozkładu stężeń na powierzchni próbki.

Szczegóły dotyczące wyposażenia urządzenia, jego możliwości badawczych i przykłady wykorzystania można znaleźć w załączniku (PDF).

Zestaw do elektrochemicznych badań korozji i impedancji Autolab PGSTAT 302N

Zestaw składa się z potencjostatu, generatora i komputerowego układu naboru danych, wyposażony jest też w odpowiednie naczynia elektrochemiczne z elektrodami odniesienia i pomocniczymi.
Zestaw pozwala na wykonanie typowych badań korozji metodami elektrochemicznymi.
Sposób wykorzystania urządzenia:

  • wyznaczanie pršdu korozyjnego i potencjału korozyjnego metali i stopów z krzywych polaryzacji
  • wyznaczanie tzw. potencjałów przebicia dla korozji wżerowej (granica obszaru trwałej pasywacji metalu w określonym środowisku agresywnym)
  • badania kinetyki pasywacji metali i stopów
  • badania powierzchni metali i stopów niestacjonarnymi metodami elektrochemicznymi, w tym metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS):
    • określenie chropowatości i niejednorodności powierzchni metodami elektrochemicznymi
    • badanie podatności korozyjnej i trwałości stanu pasywnego
    • prognozowanie lokalnej depasywacji na podstawie zmian charakterystyk impedancyjnych w pobliżu punktów przemian fazowych w warstwach powierzchniowych (dr hab. A. Sadkowski).

II. Ważniejsze publikacje

  1. A.Kudelski, M.Janik-Czachor, M.Pisarek, J.Bukowska, P.Mack, M.Dolata, A.Szummer, Local characterisation of inhomogeneous Cu surfaces by surface-enhanced Raman scattering, Surface Science, 507-510 (2002) p.441-446
  2. M.Pisarek, M.Janik-Czachor, A.Molnar, B.Rac, Cathodic hydrogen charging as a tool to activate Cu-Ti amorphous alloy catalysts, Electrochimica Acta, 50 (2005) p.5111-5117
  3. M.Pisarek, M.Janik-Czachor, A.Molnar, K.Hughes, Catalytic activity of Cu-based amorphous alloy ribbons modified by cathodic hydrogen charging, Applied Catalysis A, 283 (2005) p.177-184
  4. Z.Werner, A.Jaskiewicz, M.Pisarek, M.Janik-Czachor, M.Barlak, AES and RBS characterization of anodic oxide films on Al-Ta amorphous alloys, Zeitschrift fur Physikalische Chemie, 219 (2005) 1461-1479
  5. M.Pisarek, M.Janik-Czachor, Microstructural and Auger Microanalytical Characterization of Cu-Hf and Cu-Ti Catalysts, Microscopy and Microanalysis, 12 (2006) 228-237
  6. M.Lewandowska, M.Pisarek, K.Rożniatowski, M.Grądzka-Dahlke, M.Janik-Czachor, K.J.Kurzydłowski, Nanoscale characterization of anodic oxide films on Ti-6Al-4V alloy, Thin Solid Film, 515 (2007) 6460-6464
  7. M.Pisarek, M.Lewandowska, A.Roguska, K.J.Kurzydłowski, M.Janik-Czachor, SEM, Scanning Auger and XPS characterization of chemically preteated Ti surfaces intendent for biomedical applications, Materials Chemistry and Physics, 104 (2007) 93-97
  8. M.Pisarek, P.Kędzierzawski, M.Janik-Czachor, K.J.Kurzydłowski, The effect of hydrostatic extrusion on resistance of 316 austenitic stainless steel to pit nucleation, Electrochemistry Communications, 9 (2007) 2463-2466
  9. M.Pisarek, P.Kędzierzawski, T.Płociński, M.Janik-Czachor, K.J.Kurzydłowski, Characterization of the Effects of Hydrostatic Extrusion on Grain Size, Surface Composition and the Corrosion Resistance of Austenitic Stainless Steels, Materials Characterization, 59 (9) (2008) 1292-1300
  10. M.Pisarek, M.Łukaszewski, P.Winiarek, P.Kędzierzawski, M.Janik-Czachor, Influence of Cr addition to Raney Ni catalyst on hydrogenation of isophorone, Catalysis Communication, 10 (2008) 213-216
  11. A.Roguska, A.Kudelski, M.Pisarek, M.Lewandowska, M.Dolata, M.Janik-Czachor, Raman investigations of TiO2 nanotube substrates covered with thin Ag or Cu deposits, J. Raman Spectr. 40 (2009) 1652-1656, DOI: 10.1002/jrs.2314
  12. M. Pisarek, M. Łukaszewski, M. Janik-Czachor, Auger Electron Spectroscopy for materials Science: Examples of Applications. Polish J. Chem., 83 (2009) 1393-1412
  13. M. Pisarek, M. Łukaszewski, P. Winiarek, P. Kędzierzawski, M. Janik-Czachor, Catalytic activity of Cr or Co modified Ni-based rapidly quenched alloys in the hydrogenation of isophorone, Applied Catalysis A, 358 (2009) 240-248
  14. M. Pisarek, M. Łukaszewski, P. Winiarek, P. Kędzierzawski, M. Janik-Czachor, Selective hydrogenation of isopropane on Ni-Al. Alloy modified with Cr, Mat. Chem. Phys. 114 (2009) 774-779
  15. A. Roguska, A. Kudelski, M. Pisarek, M. Lewandowska, K.J. Kurzydłowski, M. Janik-Czachor: In situ spectroelectrochemical surface-enhanced Raman scattering (SERS) investigations on composite Ag/TiO2-nanotubes/Ti substrates, Surface Sci. 603 (2009) 2820-2824
  16. M.Pisarek, M.Janik-Czachor, T.Płociński, M.Łukaszewski: Characterization of catalysts obtained from rapidly quenched alloy precursors by electrochemical/chemical process of material degradation - selected examples, J. Mater. Sci. 44 (2009) 5701-5712 (review)
  17. A.Roguska, A.Kudelski, M.Pisarek, M.Opara, M.Janik-Czachor: Raman investigations of SERS activity of Ag nanoclusters on a TiO2-nanotubes/Ti substrate. Vibr. Spectr., 55 (2010) 38-43, doi:10.1016/j.vibspec.2010.07.003
  18. M. Pisarek, A. Roguska, M. Andrzejczuk: Charakterystyka nanoporowatych warstw na Ti jako perspektywicznych podłoży dla zastosowań biomedycznych. Inżynieria Materiałowa 2011, XXXII, 71
  19. M. Pisarek, A. Roguska, M. Andrzejczuk, L. Marcon, S. Szunerits, M. Lewandowska, M. Janik-Czachor: Effect of two-step functionalization of Ti by chemical processes on protein adsorption. Applied Surface Science 2011, 257, 8196
  20. A. Roguska, A. Kudelski, M. Pisarek, M. Opara, M. Janik-Czachor: Surface-enhanced Raman scattering (SERS) activity of Ag, Au and Cu nanoclusters on TiO2-nanotubes/Ti substrate. Applied Surface Science, 257 (2011) 8182 doi:10.1016/j.apsusc.2010.12.048 ,
  21. A. Roguska, M. Pisarek, M. Andrzejczuk, M. Dolata, M. Lewandowska M. Janik-Czachor: Characterization of a calcium phosphate-TiO2 nanotube composite layer for biomedical applications. Materials Science and Engineering C, 2011 C31, 906 doi:10.1016/j.msec.2011.02.009
  22. A. Roguska, S.Hiromoto, A. Yamamoto, M.J. Woźniak, M. Pisarek, M. Lewandowska: Collagen immobilization on 316L stainless steel surface with cathodic deposition of calcium phosphate. Applied Surface Science 257 (2011) 5037-5045
  23. I.E.Malka, M.Pisarek, T.Czujko, J.Bystrzycki: A study of the ZrF4, NbF5, TaF5 and TiCl3 influences on the MgH2 sorption properties, Int. J. Hydrogen Energy 36 (2011) I2909-I2917
  24. A.Lewera, L.Timperman, A.Roguska, N.Alonso-Vante: Metal-Support Interactions between Nanosized Pt and Metal Oxides (WO3 and TiO2) Studied using XPS, J. Phys. Chem. C 115 (2011) 20153-20159
  25. M.Holdynski, M.Sintyureva, X.Liu, W.Wrobel, J.R.Dygas, M.Pisarek, R.M.Nix, F.Krok and I.Abrahams: Phase and Electrical Behaviour in Bi4NbO8.5, J. Phys.: Condens. Matter (2012), przyjęte do druku
  26. M.Pisarek, A.Roguska, M.Andrzejczuk, L.Marcon, S.Szunerits, M.Lewandowska, M.Janik-Czachor: Effect of two-step functionalization of Ti by chemical processes on protein adsorption, Applied Surface Science, 257 (2011) 8196-8204
  27. A. Kudelski, M. Pisarek, A. Roguska, M. Hołdyński, M. Janik-Czachor: Surface-enhanced Raman scattering investigations on silver nanoparticles deposited on alumina and titania nanotubes: influence of the substrate material on surface-enhanced Raman scattering activity of Ag nanoparticles, J. Raman Spectr., wileyonlinelibrary DOI 10.1002/jrs.4075 (2012), 43 (2012)1360
  28. M. Pisarek, A. Roguska, A.Kudelski , M.Andrzejczuk, M.Janik-Czachor, K.J.Kurzydłowski: "The role of Ag particles deposited on TiO2 or Al2O3 self-organized nanoporous layers in their behavior as SERS-active and biomedical substrates" Mat. Chem Phys., 139 (2013) 55-65, DOI information: 10.1016/j.matchemphys.2012.11.076
  29. M.Pisarek, A.Roguska, M.Holdynski, A.Kudelski, M.Janik-Czachor; TiO2 and Al2O3 nanoporous oxide layers decorated with silver nanoparticles - active substrates for SERS measurements, J.Solid St, Electrochem. DOI 10.1007/s10008-13-2375-x
  30. M. Pisarek, A. Roguska, A. Kudelski, M. Holdynski, M.Janik- Czachor; K. Hnida, G. D. Sulka; Ag/ZrO2-NT/Zr hybrid material: - a new platform for SERS measurements; Vibr. Spectrosc. 71 (2014) 85-90.
  31. M. Pisarek, A. Roguska, A. Kudelski, M. Holdynski, M. Janik-Czachor; Self-Organized TiO2, Al2O3 and ZrO2 Nanotubular Layers: Properties and Applications - rozdział w monografii "Comprehensive Guide for Nanocoatings Technology, Volume 3: Properties and Development", Chapter 19th, pp 435-462, Nova Science Inc. USA (2015).
  32. .A. Roguska, M. Pisarek, M. Andrzejczuk, M. Lewandowska, K.J. Kurzydlowski, M. Janik-Czachor : "Surface Modification of Nanoporous Alumina Layers by Deposition of Ag Nanoparticles . Effect of Alumina Pore Diameter on the Morphology of Ag Deposit and its Influence on SERS Activity", Appl. Surf.Sci. 357 (2015) 11263-11273.
  33. A.Roguska, M.Pisarek,A.Belcarz, I.Marcon, M.Holdynski, M.Andrzejczuk, M.Janik-Czachor, "Improvement of the Biofunctional Properties of TiO2 Nanotubes", Appl. Surf.Sci. 388 (2016) 775-785.
  34. M.Pisarek, H.Habazaki,.A.Krupski, P.Kulesza, M.Janik- Czachor, "Preface - 12th International Symposium on Electrichemical/Chemical Reactivity of New Materials ", Appl. Surf.Sci.388 (2016) 605-607
  35. M. Pisarek, J.Krajczewski, E.Wierzbicka, M.Holdynski, G.D.Sulka, R. Nowakowski, A.Kudelski, M.Janik-Czachor: "Influence of silver deposition method on the activity of platforms for chemometric surface -enhanced Raman scattering measurements: Silver film on ZrO2 nanopore arrays" Spectrochim. Acta Part A: 182 (2017) 124-129
 
Opracowanie monograficzne
  • M.Janik-Czachor, M.Pisarek; Electrochemical, Microscopic and Surface Analytical Studies of Amorphous and Nanocrystalline Alloys, "Progres in Corrosion Science and Enegineering I" , Chapter 3 in: Modern Aspects of Electrochemistry, Su-Il Pyun, Jong-Won Lee (Eds.), Vol. 46 (2009), pp. 175-230, Springer, New York 2009 (praca zaproszona)
  • M.Pisarek, A.Roguska, A.Kudelski, M.Holdynski, M.Janik-Czachor; Self-Organized TiO2, Al2O3 and ZrO2 Nanotubular Layers: Properties and Applications - rozdział w monografii "Comprehensive Guide for Nanocoatings Technology, Volume 3: Properties and Development", Chapter 19th, pp 435-462, Nova Science Inc. USA (2015)
 
III. Inne formy aktywności

  • W 2011 roku CFM świętowało 7-lecie swojej działalności, ,
  • Prof. M. Janik-Czachor była członkiem naukowego Konferencji Korozja 2011 i wygłosiła referat zaproszony (key-note lecture)
  • Mgr M.Warczak i mgr A.Roguska są laureatkami konkursu "Iuventus-Plus" ( pełna lista laureatów) ).
  • W 2010 roku Centrum Fizykochemii Materiałów we współpracy z Wydziałem Chemii Uniwersytetu Warszawskiego i Hokkaido University w Sapporo zorganizowało 10th International Symposium on Electrochemical/Chemical Reactivity of Metastable Materials (cykliczne) w ramach EMRS Fall Meeting 2010. Szczegóły można znaleźć na stronie internetowej Sympozjum, fotogaleria: Opening and lectures, Social events.
  • Prof. M.Janik-Czachor była członkiem International Scientific Committee konferencji "Corrosion and Material Protection" w Pradze, 19 - 22.04.2010, i wyglosiła wykład zaproszony podczas tej konferencji.
  • W 2009 roku CFM świętowało 5-lecie swojej działalności, szczegóły
  • Dr M. Pisarek uczestniczy od roku 2009 w realizacji programu badawczego UE "CORRAL" (w Ecole Nationale Superieure de Chimie de Paris, Prof. Ph. Marcus).
    Dr Pisarek wygłosił następujące wykłady w ośrodkach naukowych we Francji:
    - Electrochemical, Microscopic and Surface Analytical Studies of Structural and Functional Materials (w Ecole Nationale Superieure de Chimie de Paris, Prof. Ph.Marcus)
    - Auger Electron Spectroscopy for Materials Science: Exasmples of Application (w Interdisciplinary Research Institute, Villenevue d'Ascq, Prof. S.Szunertis)
  • Prof. dr M.Janik-Czachor była invited speaker na the International Stefan Mroz Sympozjum we Uniwersytecie Wrocławskim.
  • Prof. dr M.Janik-Czachor była invited speaker na The International Symposium "Diffusion and Reaction: Multiscale Phenomena - on the Occasion of the 80th birthday anniversary of Prof. Stanisław Mrowec na AGH, Kraków.
  • Dr Kędzierzawski od 2007 roku współpracuje z Nano Material Laboratories, Materials Engineering Department, Tatung University. Taipei, Taiwan. Współpraca jest ukierunkowana na zastosowania nanorurek węglowych jako nośnika katalizatorów w ogniwach paliwowych, a szczególnie nowego ogniwa na kwas mrówkowy (Direct Formic Acid Fuel Cell).
  • W 2007 roku Centrum Fizykochemii Materiałów we współpracy z Wydziałem Chemii Uniwersytetu Warszawskiego zorganizowało 9th International Symposium on Electrochemical/Chemical Reactivity of Metastable Materials (cykliczne) w ramach EMRS Fall Meeting 2007. Szczegóły można znaleźć na stronie internetowej Sympozjum

Nagrody i odznaczenia:

  • 1974/75 - Stypendium Alexandra von Humboldta
  • 1987 - Stypendium Conv. Intercantonal pour l'Einseignement en Chimie, Szwajcaria
  • 1996 - Krzyż Zasługi PL
  • 2015 - Medal 40-lecia Inżynierii Materiałowej PW               
  • 2016 - Medal 25-lecia Wydziału Inżynierii Materiałowej PW

Visiting Professor lub Konsultant (zaproszony):

  • 1980, 1982 - Northwestern University, USA
  • 1983 - Univ. of Minnesota, USA
  • 1989 - Tohoku University, Japan
  • 1996 - Univ. of Geneve, Switzerland
  • 2000 - Techn.Univ. Toulouse, France

Projekty badawcze finansowane przez MNiSW, realizowane przy współudziale i w Centrum Fizykochemii Materiałów:

  • Wpływ tantalu i niobu na skład i budowę anodowych warstw pasywnych tworzących się na stopach amorficznych na bazie aluminium - GRANT 4 T08A 030 25
  • Wpływ nanostrukturyzacji na trwałość stanu pasywnego stali austenitycznych - GRANT 3 T08C 013 29
  • Zastosowanie kontrolowanych procesów degradacji stopów na bazie Ni do modyfikacji ich powierzchni dla celów katalitycznych - GRANT N507 133 32/3949
  • Funkcjonalizacja metodami chemicznymi oraz elektrochemicznymi powierzchni tytanu i jego stopów do zastosowań biomedycznych - GRANT N N507 355035
  • Kształtowanie i charakteryzowanie struktur metalicznych (Ag,Cu,Au) osadzonych na nanoporowatych podłożach TiO2/Ti o specyficznych właściwościach adsorpcyjnych - GRANT N N507 491 138

Pracownicy Laboratorium Specjalistycznego Fizykochemii Materiałów:



 
 
Copyright © 2004 by Institute of Physical Chemistry PAN  |  Contact  |  Webmaster
 
Designed by Nataliya Belaya