A first-principles investigation of the thermodynamic and mechanical properties of Ni-Ti-Sn Heusler and half-Heusler materials

First principles calculations of the vibrational, thermodynamic and mechanical properties of the Ni-Ti-Sn Heusler and half-Heusler compounds have been performed. First, we have calculated the Raman and infrared spectra of NiTiSn, providing benchmark theoretical data directly useful for the assignments of its experimental spectra and clarifying the debate reported in the literature on the assignment of its modes. Then, we have discussed the significant vibrational density-of-states of Ni2TiSn at low-frequencies. These states are at the origin of (i) its smaller free energy, (ii) its higher entropy, and (iii) its lower Debye temperature, with respect to NiTiSn. Finally, we have reported the mechanical properties of the two compounds. In particular, we have found that the half-Heusler compound has the largest stiffness. Paradoxically, its bulk modulus is also the smallest. This unusual behavior has been related to the Ni-vacancies that weaken the structure under isostatic compression. Both compounds show a ductile behavior.Comment: 22 pages, 7 figure

Physical properties of thermoelectric zinc antimonide using first-principles calculations

We report first principles calculations of the structural, electronic, elastic and vibrational properties of the semiconducting orthorhombic ZnSb compound. We study also the intrinsic point defects in order to eventually improve the thermoelectric properties of this already very promising thermoelectric material. Concerning the electronic properties, in addition to the band structure, we show that the Zn (Sb) crystallographically equivalent atoms are not exactly equivalent from the electronic point of view. Lattice dynamics, elastic and thermodynamic properties are found to be in good agreement with experiments and they confirm the non equivalency of the zinc and antimony atoms from the vibrational point of view. The calculated elastic properties show a relatively weak anisotropy and the hardest direction is the y direction. We observe the presence of low energy modes involving both Zn and Sb atoms at about 5-6 meV, similarly to what has been found in Zn4Sb3 and we suggest that the interactions of these modes with acoustic phonons could explain the relatively low thermal conductivity of ZnSb. Zinc vacancies are the most stable defects and this explains the intrinsic p-type conductivity of ZnSb.Comment: 33 pages, 8 figure

Use of PVC fittings as negative forms moulds for making concrete castings in sculpting practice

W artykule zaprezentowano metodę odlewania kameralnych form betonowych przy wykorzystaniu produktów wykonanych z PVC, szeroko dostępnych w handlu materiałami budowlanymi. Przeprowadzone próby praktyczne miały na celu określenie stopnia złożoności wykonania takiego odlewu w odniesieniu do tradycyjnych metod polegających na skuwaniu gipsowych form negatywowych. Próbom poddano również podatność wybranych produktów budowlanych PVC na modyfikację kształtu przed wykonaniem odlewu przez miejscowe rozgrzewanie ścianek produktu temperaturą o maksymalnej wartości 550°C.The article presents the method of casting small concrete forms with the use of products made of PVC, widely available in the trade building materials. Practical tests were carried out in order to determine the complexity of making such a casting in relation to traditional methods, of forging plaster negative forms. Tests were also carried out on the susceptibility of selected PVC construction products to shape modification before casting by local heating of the product walls with temperature of maximum 550°C

Badania bioakumulacji wybranych metali w miesie i narzadach wewnetrznych kozlat zywionych intensywnie

Owing to its wholesomeness and good taste, meat of goats and lambs is an increasingly more important in human nutrition. It is characterized by excellent nutritive value and high digestibility. It is also relatively rich in mineral compounds. The aim of this study has been to determine the content of some elements in muscles, liver and kidneys of male and felame kid goats, fattened to 150 day of life. The animals received full-ration mixture containing 169 g total protein and 6.0 MJ net energy. The mixture was given ad libitum and supplemented with meadow hay as bulk feed. During the whole period of fattening, the animals were kept under the conventional housing system. Samples for analysis were taken from adductor femoris muscles, liver and kidneys. The muscle tissue of the analysed male goats contained less Cd (0.002 mg kg-1 ± 0.004) than that of the female goats (0.003 mg kg-1 ± 0.001). In turn, the level Pb was lower in the female goats (0.019 mg kg-1 versus 0.026 mg kg-1 in male goats), although the difference was statistically non-significant. In the internal organs, more Cd occurred in kidneys than in the liver, unlike Pb. The concentration Pb was higher in kidneys of the male than female goats (0.073 mg kg-1 ± 0.02), whereas the level of this element the liver was identical in both groups (0.084 mg kg-1 ). In the muscule tissue, the sex differentiated the content of Fe (p = 0.01) as well as Mg and Zn (p = 0.05). The liver accumulated not only Pb and Cd, but also Cu and Zn. The concentration Cu in the liver of female goats was higher (146.79 mg kg-1 at p = 0.01) than in male goats by about 50 mg kg-1. High disproportions between the sexes in the content of Fe in the liver were observed: 36.30 mg kg-1 for female goats and 21.99 mg kg-1 for male goats (p = 0,01). In kidneys, however, the concentration of Ca was very high, particularly for female goats particularly (81.01 ± 26.55 mg kg-1).Ze względu na walory zdrowotne i smakowe mięso kozie i jagnięce nabiera coraz większego znaczenia w żywieniu człowieka. Charakteryzuje się doskonałymi właściwościami pod względem wartości odżywczej i wysoką strawnością. Jest stosunkowo bogate w związki mineralne. Celem badań było określenie zawartości wybranych pierwiastków w mięśniach, wątrobie i nerkach koziołków i kózek żywionych do 150. dnia życia. Materiał doświadczalny stanowiły koziołki i kózki rasy białej uszlachetnionej oraz tuczone do 150. dnia życia. Zwierzęta żywiono pełnoporcjową mieszanką o wartości pokarmowej 168 g białka ogólnego i 6,0 MJ energii netto. Mieszankę podawano ad libitum i uzupełniano dodatkiem strukturalnym siana łąkowego. Przez cały okres tuczu zwierzęta utrzymywano w chowie alkierzowym, w pomieszczeniach zamkniętych. Próby do analizy pobrano z mięśnia przywodziciela uda (m. adductor), wątroby i nerek. W tkance mięśniowej analizowanych koziołków doświadczalnych stwierdzono niższą zawartość Cd (0,002 mg kg-1 ± 0, 0,004) ni¿ u kózek (0,003 mg kg-1 ± 0,001). Natomiast poziom Pb był niższy w grupie kózek i wyniósł 0,019 mg kg-1 wobec 0,026 mg kg-1 – różnice okazały się nieistotne statystycznie. W narządach wewnętrznych wyższy poziom Cd stwierdzono w nerkach niż w wątrobie, a w przypadku Pb odwrotnie. Stężenie Pb było wyższe w nerkach koziołków i wyniosło 0,073 mg kg-1 ± 0,02. W wątrobach poziom tego pierwiastka był na tym samym poziomie (0,084 mg kg-1). Płeć różnicowała istotnie zawartość Fe i Ca w tkance mięśniowej (p ≤ 0,01) oraz Mg i Zn (p ≤ 0,05). Wątroba była narządem koncentracji nie tylko Pb i Cd, ale Cu i Zn. Stwierdzono, że stężenie Cu w wątrobie kózek było wyższe (p ≤ 0,01, 146,79 mg kg-1) w porównaniu z koziołkami o ok. 50 mg kg-1. Zaobserwowano wysokie dysproporcje w zawartości Fe w wątrobie, ponieważ u kózek stwierdzono 36,30 mg kg-1, a u koziołków 21,99 mg kg-1 (p ≤ 0,01). W nerkach wykazano zdecydowanie większe stężenie Ca, szczególnie u kózek (81,01 ± 26,55 mg kg-1)

Zawartosc wybranych metali w tkance miesniowej, watrobie i nerkach kozlat i jagniat

Przedmiotem badań było określenie zawartości wybranych metali w tkance mięśniowej, wątrobie i nerkach koźląt i tryczków pochodzących z regionu Podlasia. Materiał badawczy stanowiły koziołki rasy białej uszlachetnionej i tryczki rasy polskiej owcy nizinnej. Średnie wartości stężenia magnezu w analizowanej tkance mięśniowej okazały się statystycznie «istotne między badanymi gatunkami zwierząt. Podobne zależności wykazano w wątrobie i nerkach. Ponadto istotnie wyższe wartości stężenia miedzi stwierdzono w wątrobie badanych koźląt (92,58 mg/kg). Mięso koziołków zawierało więcej Pb i mniej Cd w porównaniu z mięsem tryczków. Uzyskane w badaniach własnych zawartości: Cu, Mn, Fe, Zn w ocenianym mięsie mieściły się w granicach uznanych za fizjologiczne i nie stanowiły zagrożeń toksykologicznych.The content of selected metals in the liver, kidney and meat tissue of kids and rams was investigated. The kids of white improved breed and rams of Polish lowland breed originated from Podlasie region. Mean concentration of magnesium in the muscles was significantly different depending on the animal breed. Similar results were obtained for kidney and liver. The content of cuprum in the liver of kids (92,58 mg/kg) was higher in comparison with rams. Goats meat contained more Pb and less Cd than rams meat. The mean contents of Cu, Mn, Fe and Zn were contained in the physiological range

Poziom metali w tkance miesniowej i watrobie koziolkow i tryczkow z regionu srodkowo-wschodniej Polski

The aim of the study was to estimate the content of Pb, Cd, Zn, Mn, Cu, Fe, Ca in meat and liver of male kids and ram lambs fed mixtures containing 10% of flax seeds. Castrated male kids (n = 7) of White Upgraded breed and castrated ram lambs (n = 7) of Polish Lowland sheep fattened up to about 35 kg of body weight were used as experimental material. The animals were fed mixture CJ ad libitum, supplemented with 10% of flax seeds and meadow hay as a structural supplement. Contents of the chemical elements were analysed in samples of longissimus dorsi muscle. The content of Cd (0.01 mg kg–1) in male kid meat was lower than in ram lamb meat (p ≤ 0.05). Similarly, Pb content was lower (p ≤ 0.05) in male kids (0.04±0.003 mg kg–1) than in ram lambs (0.07±0.002 mg kg–1). Slightly lower content of Pb (by 0.01 mg kg–1) and Cd (by 0.01 mg kg–1) in male kid liver was determined, and the differences were statistically insignificant. Significantly larger (p ≤ 0.01) Cu content (1.14±0.07 mg kg–1) in muscular tissue of ram lambs was also stated. Male kid meat, however, was richer in Mn, Fe, Zn and Ca, with the differences tested at p ≤ 0.05 and p ≤ 0.01. The liver was an organ which accumulated not only Pb and Cd but also Cu, Mn and Zn both in ram lambs and male kids. Especially high level of Cu and Mn in liver was found, which could be the result of a high content of the chemical elements in mixtures. Moreover, significantly larger content of Ca (15.24±1.68 mg kg–1) in ram lamb liver compared to male kid liver was stated. On the other hand, muscular tissue of male kids contained more Ca (21.94±1.74 mg kg–1) than that of ram lambs. The content of chemical elements (especially heavy metals) in muscular tissue and liver was lower than the norms established by the Minister for Health and the European Committee, which prove that the tested food products were fully safe for consumption.Celem badań było określenie zawartości Pb, Cd, Zn, Mn, Cu, Fe, Ca w mięsie i wątrobie koziołków i tryczków żywionych mieszanką pełnoporcjową z 10% udziałem nasion lnu. Materiał doświadczalny stanowiły wykastrowane koziołki (n = 7) rasy białej uszlachetnionej i wykastrowane tryczki (n = 7) polskiej owcy nizinnej, tuczone do masy ciała ok. 35 kg. Zwierzęta doświadczalne otrzymywały do woli przemysłową mieszankę treściwą CJ, dodatek 10% nasion lnu oraz siano łąkowe jako dodatek strukturalny. Próby do analizy pobrano z mięśnia najdłuższego grzbietu (m. longissimus dorsi), w którym oznaczono zawartość pierwiastków. W mięsie koziołków stwierdzono niższą zawartość Cd (0.01 mg kg–1) ni¿ u tryczków – p ≤ 0.05. Podobnie poziom Pb był niższy (p ≤ 0.05) w grupie koźląt (0.04±0.003 mg kg–1) w porównaniu z tryczkami (0.07±0.002 mg kg–1). W wątrobie koźląt stwierdzono nieznacznie niższy poziom Pb oraz Cd (0.01 mg kg–1) – różnice nieistotne statystycznie. Istotnie wyższą (p ≤ 0.01) zawartość Cu (1.14±0.07 mg kg–1) w tkance mięśniowej stwierdzono u tryczków. Natomiast mięso koziołków było bogatsze w Mn, Fe, Zn i Ca – różnice p ≤ 0.05 i p ≤ 0.01. Wątroba była narządem koncentracji nie tylko Pb i Cd, ale Cu, Mn i Zn zarówno u tryczków, jak i koziołków. Zaobserwowano szczególnie wysoki poziom Cu i Mn w wątrobie, czego przyczyną mógł być wysoki poziom tych pierwiastków w paszy. Ponadto w wątrobie tryczków stwierdzono istotnie (p ≤ 0.01) wyższy poziom Ca (15.24±1.68 mg kg–1) niż u koziołków. Natomiast tkanka mięśniowa koziołków zawierała więcej Ca – 21.94±1.74 mg ≤ kg–1. Stężenie pierwiastków, szczególnie metali ciężkich, w tkance mięśniowej i wątrobie było poniżej dopuszczalnych norm podanych przez Ministra Zdrowia i WE, co kwalifikuje je jako surowce żywnościowe w pełni bezpieczne do spożycia

Zawartość makro- i mikroelementów w mięsie koziołków i tryczków w zależności od ich wieku uboju

The aim of the experiment was to determine the content of some chemical elements in meat tissue in kids of the White Improved breed and in rams of the Polish Lowland breed. After weaning (60 days of life), the animals were fed all-mash CJ and meadow hay. The mixtures were produced from components originating from the Polish region called Podlasie. At the age of 1 month, all kids and rams were castrated using the blood method. They were slaughtered at the age of 90, 120, 150 and 180 days of life. Samples to analyse the chemical elements were taken from longissimus dorsi muscles. Concentrations of Pb, Cd, Zn, Mn, Fe and Mg were determined. Generally, more Pb in meat tissue of kids than rams was found, and a significant difference (p=0.01) for the slaughter on the 120th day of life was proven. However, the content of Cd was larger (p=0.05 for 90, 120 and 150 days) in ram tissues (0.003-0.014 mg kg-1) than in kids. It should be noticed that both in kid and ram meat tissues, the norms for Pb and Cd content, established by the Minister of Health and the European Committee, were not exceeded, which makes the meat suitable for consumers. The meat tissue of kids was richer in iron and poorer in zinc and copper than that of lambs, and the level of these elements decreased with the slaughter age. It was also observed that the iron content in meat tissue on the 180-day slaughter of animals was less than 17 mg kg-1. More copper in meat tissue of rams and zinc in kids slaughtered at the age of 150 and 180 days were found. To sum up, intensive feeding applied to fatten kids and lambs did not affect the accumulation of chemical elements in meat, and especially that of heavy metals.Celem badań było określenie zawartości wybranych pierwiastków w tkance mięśniowej koziołków rasy białej uszlachetnionej i tryczków polskiej owcy nizinnej. Zwierzęta po odsadzeniu od matek (60 dni życia) żywiono mieszanką pełnoporcjową CJ oraz sianem łąkowym. Pasze wyprodukowano z komponentów pochodzących z regionu Podlasia. W wieku ok. 1 miesiąca wszystkie koziołki tryczki wykastrowano metodą krwawą. Zwierzęta ubijano w wieku 90, 120, 150 i 180 dni życia. Próby do oznaczenia pierwiastków pobierano z m. longissimus dorsi. Oznaczono zawartość: Pb, Cd, Zn, Cu, Mn, Fe i Mg. W tkance mięśniowej koziołków stwierdzono wyższą zawartość Pb niż u tryczków, a istotną (p<0.01) różnicę stwierdzono w przypadku uboju w 120. dniu życia, natomiast zawartość Cd była wyższa (p<0.05) w przypadku 90., 120. i 150. dnia w tkankach tryczków (0.003-0.014 mg kg- 1 ) niż koziołków. Należy podkreślić, że w tkance mięśniowej koziołków i tryczków nie zostały przekroczone normy zawartości Pb i cd ustalone przez Ministra Zdrowia oraz Komisję Europejską, co czyni to mięso w pełni przydatne dla konsumenta. Analizowana tkanka mięsna koźląt okazała się bogatsza w żelazo i uboższa w cynk i miedź niż u jagniąt, a poziom tych pierwiastków obniżał się wraz z wiekiem ubijanych zwierząt. Zaobserwowano, że u zwierząt ubijanych w 180. dniu życia zawartość Fe w tkance mięsnej u niektórych sztuk wynosiła poniżej 17 mg kg- 1 . Natomiast wyższy poziom miedzi stwierdzono w tkance mięśniowej tryczków, a cynku u koziołków ubijanych w wieku 150 i 180 dni życia. Zaobserwowano, że zastosowane intensywne żywienie w tuczu koźląt i jagniąt nie wpłynęło na kumulację pierwiastków, a szczególnie metali ciężkich w mięsie

The slaughter value profile of polish lowland lambs

Celem niniejszej pracy było określenie współzależności pomiędzy wybranymi cechami półtuszy a wartością rzeźną jagniąt. Materiał badawczy stanowiły jagnięta tryczki polskiej owcy nizinnej, hodowane na Podlasiu. Badania przeprowadzono w latach 2000–2002. Masę ciała zwierząt kontrolowano od urodzenia do 180. dnia życia, kiedy poddawano je ubojowi. W momencie uboju jagnięta osiągnęły średnią masę ciała wynoszącą 38,82 kg. Zestawiono procentowy udział części ubojowych, wydajność rzeźną oraz udział wyrębów w półtuszy. Największy udział w półtuszy, wynoszący 25,76%, miał udziec, a na drugim miejscu uplasowała się łata z mostkiem (17,68%). Wyręby cenne stanowiły 40,82% w stosunku do całej półtuszy. Bezwzględna zawartość mięsa w półtuszy jagniąt była wysoko i dodatnio skorelowana z masą następujących wyrębów cennych: comber (r = 0,983), antrykot (r = 0,981) i udziec (r = 0,967). Stwierdzona dodatnia i wysoko istotna współzależność pomiędzy masą mięsa w udźcu a masą tego składnika w półtuszy (r = 0,918) może być szczególnie przydatna do szacowania ilości mięsa w półtuszy na podstawie jego masy w udźcu. Obliczone współczynniki korelacji wskazują, że także masę mięsa, tłuszczu i kości w półtuszy można szacować na podstawie masy tych tkanek w udźcu.The objective of this paper was to determine the correlations between some selected qualities of half-carcasses and slaughter value of lambs. The investigations were performed in a period from 2000 to 2002; the investigation materials were ram lambs of the Polish Lowland breed raised in the Podlasie area. Body weights of animals being investigated were monitored from the animal birth until the 180th day of their life; the animals were slaughtered on this day. On the slaughter day, the average body weight of the animals monitored was 38.82 kg. The following factors were compiled and presented in the form of a table: per cent contents of slaughter elements; slaughter values, and per cent contents of valuable cuts in half-carcasses. The leg constituted 25.7% of the half-carcass, and, thus, its content was the highest, the breast content was the second (17.68%). The valuable cuts constituted 40.82% in relation to the whole half-carcass. The absolute meat content in lamb half-carcasses was highly and positively correlated with the weights of the following valuable cuts: loin (r = 0,983), wack (r = 0,981), and leg (r = 0,967). The positive and highly significant correlation identified between meat contents in leg and in half-carcass can be particularly useful in estimating meat quantities in half-carcasses on the basis of the meat weight in leg. The correlation coefficients calculated indicate that it is also possible to estimate weights of meat, fat, and bones in half-carcass on the basis of their weights as contained in the lamb leg