Unique features of myogenesis in Egyptian cobra (Naja haje) (Squamata: Serpentes: Elapidae)

During early stages of myotomal myogenesis, the myotome of Egyptian cobra (Naja haje) is composed of homogenous populations of mononucleated primary myotubes. At later developmental phase, primary myotubes are accompanied by closely adhering mononucleated cells. Based on localization and morphology, we assume that mononucleated cells share features with satellite cells involved in muscle growth. An indirect morphological evidence of the fusion of mononucleated cells with myotubes is the presence of numerous vesicles in the subsarcolemmal region of myotubes adjacent to mononucleated cell. As differentiation proceeded, secondary muscle fibres appeared with considerably smaller diameter as compared to primary muscle fibre. Studies on N. haje myotomal myogenesis revealed some unique features of muscle differentiation. TEM analysis showed in the N. haje myotomes two classes of muscle fibres. The first class was characterized by typical for fast muscle fibres regular distribution of myofibrils which fill the whole volume of muscle fibre sarcoplasm. White muscle fibres in studied species were a prominent group of muscles in the myotome. The second class showed tightly paced myofibrils surrounding the centrally located nucleus accompanied by numerous vesicles of different diameter. The sarcoplasm of these cells was characterized by numerous lipid droplets. Based on morphological features, we believe that muscle capable of lipid storage belong to slow muscle fibres and the presence of lipid droplets in the sarcoplasm of these muscles during myogenesis might be a crucial adaptive mechanisms for subsequent hibernation in adults. This phenomenon was, for the first time, described in studies on N. haje myogenesis

Wpływ hafnu na utlenianie wysokotemperaturowe stopów NiAl i Ni3Al

The results presented in this paper concern the modification of NiAl and Ni3Al alloys with reactive elements that increase their high temperature oxidation resistance. Literature data indicate that even trace additions of Hf to aluminide coatings significantly improve the resistance to oxidation in the range of 1100-1150°C, however the exact mechanism of its influence is not yet known. In order to determine the influence of various additions of Hf on high temperature oxidation of aluminide coatings, cyclic oxidation tests were performed at 1150°C of model NiAl and Ni3Al alloys with different Hf additions - from 0.25 wt.% to 1.5 wt.%. High resolution electron microscopy, as well as chemical composition analysis techniques, were applied to perform a detailed characterisation of the influence of Hf on the substructure, chemical and phase composition in the nano scale of oxide scales formed during high temperature oxidation.Wyniki przedstawione w artykule dotyczą modyfikacji tzw. pierwiastkami reaktywnymi faz wchodzących w skład dyfuzyjnych powłok aluminidkowych stosowanych na łopatki turbin silników lotniczych w celu zwiększenia ich odporności na utlenianie wysokotemperaturowe. Dane literaturowe wskazują, że nawet niewielki dodatek Hf w powłokach aluminidkowych bardzo silnie wpływa na wzrost odporności na utlenianie w zakresie temperatury 1100÷1150°C, jednak dokładny mechanizm jego wpływu nie jest do końca poznany. W celu określenia wpływu różnej zawartości Hf oraz scharakteryzowania mechanizmu jego oddziaływania na procesy utleniania wysokotemperaturowego powłok aluminidkowych przeprowadzono badania cyklicznego utleniania w temperaturze 1150°C stopów modelowych NiAl i Ni3Al o różnej zawartości Hf - od 0,05% mas. do 1,5% mas. Do przeprowadzenia szczegółowej analizy wpływu Hf na substrukturę, skład chemiczny oraz fazowy w skali nano warstw tlenkowych powstających podczas utleniania wysokotemperaturowego wykorzystano techniki wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej oraz analizy składu chemicznego

Application of STEM and FIB methods in the studies of surface layer structure of heat resistant single crystal nickel superalloy after high temperature oxidation

W artykule przedstawiono wyniki analizy procesu wzrostu warstwy tlenkowej powstającej na żarowytrzymałym monokrystalicznym nadstopie niklu drugiej generacji podczas utleniania w temperaturze 1050oC przez 100 godzin oraz zachodzące w niej zmiany składu chemicznego i fazowego. Ponadto, analizie poddano procesy segregacji pierwiastków na granicach ziarn warstwy tlenkowej Al2O3 z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej skaningowo transmisyjnej S/TEM. Przedstawiono szczegóły metodyczne przygotowania próbek z warstw tlenkowych metodą Focused Ion Beam (FIB) przeznaczonych do analizy z wykorzystaniem wysokorozdzielczej mikroskopii skaningowo transmisyjnej S/TEM.The article presents the results of oxide scale growth analysis on a heat-resistant second generation single crystal nickel superalloy during oxidation at the temperature of 1050oC for 100 hours as well as chemical and phase composition changes occurring in it. Moreover, elemental segregation processes on the grain boundaries of Al2O3 oxide scale were analyzed using high resolution scanning transmission electron microscopy S/TEM. Methodological details of sample preparation for high resolution scanning transmission electron microscopy S/TEM analysis using Focused Ion Beam (FIB) method are presented

Verification investigation of advanced technologies improving durability of the components of engines used in European aircraft industry

Procesy otrzymywania powłok dyfuzyjnych stosowane są od ponad pół wieku i stanowią opłacalny sposób zwiększania odporności na korozję i utlenianie stopów, przez wzbogacenie ich warstwy wierzchniej w pierwiastki takie jak np. Al, Si czy Cr. Powłoki aluminidkowe są stosowane na szeroką skalę, jako ochrona łopatek kierujących oraz wirujących wykonanych z nadstopów niklu, pracujących w gorącej części turbin gazowych, w celu zwiększenia ich odporności na utlenianie oraz korozję. Wzrost trwałości lub temperatury pracy łopatek turbin umożliwiają powłokowe bariery cieplne (Thermal Barrier Coatings – TBC) stanowiące system powłok składających się z zewnętrznej powłoki tlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru (ZrO2 • Y2O3) o bardzo niskim współczynniku przewodnictwa cieplnego (~1 W•m-1•K-1) oraz dyfuzyjnej międzywarstwy aluminidkowej modyfi kowanej platyną. Ze względu na wysoki koszt platyny poszukuje się tańszej alternatywy, którą może być np. pallad. W artykule scharakteryzowano aspekty technologiczne oraz badawcze związane z rozwojem pokryć ochronnych stosowanych na łopatkach turbin nowoczesnych silników lotniczych. Przedstawiono wyniki badań realizowanych w Zakładzie Badań Właściwości i Struktury Materiałów Instytutu Metalurgii Żelaza we współpracy z przemysłem lotniczym, Politechniką Śląską oraz ośrodkami zagranicznymi – DLR German Aerospace Center i Fraunhofer IST, mających na celu opracowywanie nowych parametrów technologicznych wytwarzania powłok oraz określenie ich wpływu na skład chemiczny, mikrostrukturę oraz właściwości mechaniczne powłok i stopów. Bardzo silny nacisk w pracach badawczych realizowanych w IMŻ kładzie się na procesy wzrostu i degradacji zarówno powłok żaroodpornych jak i stopów żarowytrzymałych na skutek utleniania wysokotemperaturowego i korozji. Jednym z zasadniczych problemów, na jaki napotyka się w ocenie wpływu powłok na ich właściwości ochronne jest wyjaśnienie mechanizmu oddziaływania pierwiastków na poziomie substruktury. Wyjaśnienie zagadnień związanych z procesami wzrostu i degradacji powłok, zachodzącymi w skali mikro i nano możliwe jest dzięki osiągnięciom w rozwoju nowoczesnej aparatury badawczej, a w szczególności mikroskopii elektronowej.The processes of obtaining diffusion coatings have been used for more than half of the century, and constitute profi tablemanner of improving corrosion and oxidation resistance of alloys, by enriching their surface layer in elements such as e.g. Al, Si or Cr. Aluminide coatings are widely used as protection of guide and spinning blades made of nickel superalloys, operating in hot part of gas turbines, in order to improve their resistance to oxidation and corrosion. Increase in durability or temperature of turbine blades operations is facilitated by Thermal Barrier Coatings – constituting the system of coatings composed of outer coating of zirconium oxide stabilized with yttrium oxide (ZrO2 • Y2O3) of very low thermal conductivity coefficient (~1 W•m-1•K-1) as well as diffusion aluminide interlayer modified with platinum. Due to very high cost of platinum, a cheaper alternative is sought, which might be e.g. palladium. The article characterizes technological and research aspects related to development of protective coatings used on turbine blades of advanced aircraft engines. It presents results of research conducted at Department of Investigations of Properties and Structure of Materials of Instytut Metalurgii Żelaza in cooperation with aircraft industry, Silesian University of Technology and foreign institutions – DLR German Aerospace Center and Fraunhofer IST, aimed at development of new technological parameters of coatings production as well as determining the impact thereof on chemical composition, microstructure and mechanical properties of coatings and alloys. Considerable emphasis in research studies realized at IMŻ is put to growth and degradation processes both of heat resistant coatings and heat proof alloys as a result of high temperature and corrosion. One of the fundamental problems encountered in assessment of the impact of coatings on their protective properties is explanation of the mechanism of elements’ impact at the level of substructure. Explanation of the issues related to the processes of growth and degradation of coatings occurring on micro- and nano scale is possible, owing to achievements in development of advanced research equipment and in particular – electron microscopy

Microstructure analysis of thermal barrier coatings after cyclic oxidation test at 1100°C

Powłokowe bariery cieplne (Thermal Barrier Coatings – TBC) wytwarzane metodą EB-PVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) stosowane są na łopatki wirujące oraz kierujące nowoczesnych silników lotniczych oraz turbin stacjonarnych w celu obniżenia temperatury pracy stopów, z których te elementy są wykonane. Stanowią one system powłok, w których skład wchodzi zewnętrzna powłoka ceramiczna ZrO2*Y2O3 (Yttria Stabilized Zirconia – YSZ) zapewniająca ochronę przed skutkami wysokiej temperatury oraz żaroodporna międzywarstwa chroniąca przed utlenianiem. W artykule przedstawiono wyniki analizy zjawisk zachodzących w powłokowych barierach cieplnych na międzywarstwie aluminidkowej modyfikowanej platyną podczas testu cyklicznego utleniania w temperaturze 1100°C. Przeprowadzono analizę zmian w mikrostrukturze międzywarstwy oraz warstwy tlenkowej Al2O3 wzrastającej podczas utleniania wysokotemperaturowego oraz scharakteryzowano obszary, w których następuje degradacja powłokowej bariery cieplnej przez odpadanie zewnętrznej powłoki ceramicznej.Thermal Barrier Coatings (TBC) produced using EB-PVD (Electron Beam Physical Vapor Deposition) method are applied on rotary and stationary blades of modern jet engines and stationary turbines in order to provide temperature reduction of the alloys these components are made of. This coating system includes a ceramic coating ZrO2*2O3 (Yttria Stabilized Zirconia – YSZ), providing protection from high temperature, and oxidation resistant bond coating. The article presents the results of phenomena analysis that occur in thermal barrier coatings on platinum modified aluminide bond coating during cyclic oxidation test at 1100°C. Changes that occur in the microstructure of the bond coat and Al2O3 oxide layer that grows during high temperature oxidation were analyzed as well as areas where the degradation of the thermal barrier coatings occurs by delamination of the top ceramic coating

Cechy mikrostrukturalne indukowanej odkształceniem przemiany martenzytycznej w stalach średniomanganowych z metastabilnym austenitem szczątkowym

The work addresses relationships between the microstructure evolution and mechanical properties of two thermomechanically processed bainitic steels containing 3 and 5% Mn. The steels contain blocky-type and interlath metastable retained austenite embeded between laths of bainitic ferrite. To monitor the transformation behaviour of retained austenite into strain-induced martensite tensile tests were interrupted at 5%, 10%, and rupture strain. The identification of retained austenite and strain-induced martensite was carried out using light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) equipped with EBSD (Electron Backscatter Diffraction) and transmission electron microscopy (TEM). The amount of retained austenite was determined by XRD. It was found that the increase of Mn addition from 3 to 5% detrimentally decreases a volume fraction of retained austenite, its carbon content, and ductility.W pracy przedstawiono zależności pomiędzy rozwojem mikrostruktury i własnościami mechanicznymi dwóch obrobionych cieplno-plastycznie stali bainitycznych zawierających 3 i 5% Mn. Stale zawierają blokowe ziarna i warstwy austenitu szczątkowego umieszczone pomiędzy listwami ferrytu bainitycznego. W celu monitorowania postępu przemiany austenitu szczątkowego w martenzyt odkształceniowy, próby rozciągania prowadzono do zerwania oraz przerywano przy odkształceniu 5 i 10%. Identyfikacji austenitu szczątkowego oraz martenzytu odkształceniowego dokonano przy użyciu mikroskopii swietlnej (LM), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z wykorzystaniem techniki EBSD (Electron Backscatter Diffraction), a także transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Udział austenitu szczątkowego wyznaczono metodą rentgenowską. Stwierdzono, że wzrost zawartości Mn z 3 do 5% obniża udział austenitu szczątkowego, stężenie węgla w tej fazie, a także ciągliwość stali

Magnetic properties and structure of the Ni-Co-Mn-In alloys with the boron addition

Series of Ni45:5xCo4:5Mn36:6In13:4Bx (at.%, x = 0, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0) polycrystalline magnetic shape memory alloys were examined in terms of the magnetic properties, structure and transition temperatures. Depending on the boron concentration single or two phase alloys microstructures were observed. Additionally, the martensitic transformation temperatures decreases with the boron addition. Magnetic-field induced transformation occurs for the alloys with the boron addition up to 0.1 at.%. For alloys with 0.5 and 1.0 at.% of B transformation is hindered