|
|
Studium slinování nanočásticových keramických materiálů
Dobšák, Petr ; Hanykýř, Vladimír (oponent) ; Havlica, Jaromír (oponent) ; Šída, Vladimír (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Předmětem dizertační práce bylo studium slinování nanočásticových a submikročásticových keramických materiálů na bázi oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého s cílem srovnat kinetiku slinování nanometrových a submikrometrových keramických struktur. Vstupní keramické práškové materiály na bázi oxidu zirkoničitého se lišily úrovní koncentrace stabilizujícího oxidu ytritého, která se pohybovala v rozsahu od 0 do 8 mol %. V dizertační práci bylo statisticky prokázáno, že proces slinování byl výrazněji ovlivňován jinými faktory než bylo fázové složení (plynoucí z rozdílné koncentrace oxidu ytritého), a to především velikostí částic a strukturou keramického polotovaru. Z Herringova měřítkového zákona byl odvozen vztah pro výpočet slinovacích teplot materiálů s odlišnou velikostí částic. Odvozený vztah dobře popisoval relaci mezi velikostí částic a slinovací teplotou submikročásticového a nanočásticového oxidu zirkoničitého, jejichž částice měly přibližně kulový tvar a byly slabě aglomerované. U oxidu hlinitého nebyly vypočtené teploty v dobré shodě s experimentem. Především pro nanočásticový oxid hlinitý byla skutečná teplota slinování výrazně vyšší než teplota určená výpočtem. Důvodem byla silná aglomerace keramického práškového materiálu a také nepravidelnost tvaru částic. Rozhodující vliv na kinetiku slinování měla mikrostruktura slinovaných polotovarů. S klesajícím poměrem velikostí pórů k velikosti částic klesala slinovací teplota a rostla konečná hustota keramických materiálů (s obdobnou velikostí částic výchozího keramického polotovaru). S rostoucí velikostí pórů ve výchozím polotovaru rostla slinovací teplota. Ze získaných výsledků vyplynula důležitost eliminace stabilních pórů s vysokými koordinačními čísly při přípravě keramických polotovarů. Pro slinování submikročásticového a nanočásticového oxidu zirkoničitého byl platný stejný model kinetiky slinování. Aktivační energie nanočásticového oxidu zirkoničitého byla výrazně nižší ve srovnání se submikročásticovým oxidem zirkoničitým. Pro slinování nanočásticového oxidu zirkoničitého byla charakteristická tzv. „nultá“ fáze slinování. Bylo zjištěno, že procesy uplatňující se v „nulté“ fázi slinování jsou tepelně aktivované a byla určena jejich aktivační energie. V průběhu slinování submikrometrického oxidu zirkoničitého docházelo v oblasti otevřené porozity k malému počátečnímu nárůstu střední velikosti pórů (1,3 násobku původní velikosti). Při slinování nanočásticového oxidu zirkoničitého byl proces růstu pórů v počátečních fázích slinování daleko výraznější (5,5 násobek původní velikosti). Na vyšším nárůstu střední velikosti pórů nanočásticového oxidu zirkoničitého se kromě preferenčního slinování aglomerátů podílel pravděpodobně také přeuspořádávací proces v nulté fázi slinování. V rámci této dizertační práce byla vyvinuta technologie přípravy objemové keramiky ytriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého s vysokou hustotou (99,6 % t.h.) a nanometrovou velikostí zrn (65 nm).
|
|
|
Milling of pre-sintered ceramics using CAD / CAM
Ščasnovič, Erik ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
Diploma thesis is focused on determination of proper pre-sintering temperatures of zirconia ceramic blanks intended for CAD-CAM milling. Functional properties of milled and sintered samples are also discussed. Experimental part is aimed on determination of properties of blanks which affect directly the CAD-CAM process. Another solved issue is definition of mechanical and physical properties of sintered bodies. Final properties are compared with properties of ceramic blanks made from standard ceramic powder. Dental crown, dental three-unit bridge and partial knee joint were prepared successfully. The tests of geometric accuracy were performed on dental crown as well as on partial knee joint replacement with using 3D scanner.
|
|
|
Ohebné keramické fólie z oxidu zirkoničitého
Hliničan, Jan ; Částková, Klára (oponent) ; Šťastný, Přemysl (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vývojem systému pro přípravu tenkých a vysoce ohebných keramických fólií z oxidu zirkoničitého s tloušťkou mezi 70 a 200 m. Práce je členěna do dvou částí. První část představuje literární rešerši, která se zaměřuje na vlastnosti oxidu zirkoničitého, přípravu tenkých keramických fólií a hodnocení mechanických vlastností keramických materiálů. Druhá část je experimentální. Zabývá se přípravou tenkých keramických fólií z koloidních keramických suspenzí vyrobených metodou epoxy gel-tape casting. Suspenze byly připravovány ze stabilizovaného oxidu zirkoničitého. Ke stabilizaci byly použity 2 a 3 mol.% oxidu yttritého. Na slinutých fóliích byl stanoven maximální průhyb a pevnost. Maximální biaxiální pevnosti 1806 MPa bylo dosaženo u fólií 3Y-PC 75 s tloušťkou 190 m. Maximálního průhybu 10,5 mm při tloušťce keramické fólie 75 m bylo dosaženo v 3-bodovém ohybu při rozpětí podpor 30 mm na vzorcích 3Y-PC 75. Při vzdálenosti podpor 50 mm byly vzorky protlačeny mezerou bez poškození. Tyto výsledky poukazují na excelentní mechanické vlastnosti připravených keramických folií.
|
|
|
Biokeramické materiály a jejich biokompatibilita s kostními tkáněmi
Novotná, Lenka ; Trunec, Martin (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na studium keramických povlaků na bázi nanočásticového oxidu zirkoničitého, nanesených metodou sprejové depozice na substráty z oxidu zirkoničitého, hlinitého a skla. Byla zkoumána kvalita nanesených povlaků v závislosti na použitém podkladovém substrátu (na jeho chemickém složení, teplotě pří nanášení a drsnosti) a množství dávkované suspenze. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při nanášení malého množství suspenze za nízkých teplot na lehce drsný podklad. Biokompatibilita byla testována in vitro. Keramické materiály opatřené nanostrukturním povlakem byly cytokompatibilní.
|
|
|
Neural bioceramic scaffold prepared by freeze-casting
Vojníková, Michaela ; Pejchalová, Lucie (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Several procedures have been investigated for the regeneration of injured nerves. However, the resulting axonal growth can be random or disorganized and has limitations reflected on patient recovery. Therefore, the novel freeze-casted scaffolds were manufactured with mechanical and microstructural properties suitable for the neural scaffold. Concretely, the bioceramic scaffolds were based on calcium phosphates, titania, and zirconia. The oriented microstructure was prepared by controlled ice growth in one direction. The observation with scanning electron microscopy confirmed linearly oriented pores (lamellar system) in which average pore size decreased with a higher freezing rate. According to the results, the scaffolds prepared by freezing in liquid nitrogen showed excellent mechanical properties, where flexural strength was in the range of 10–17 MPa. Interlamellar distances of these scaffolds were 10–30 µm, which are appropriate for neural scaffolds. Biocompatibility was evaluated with Schwann cells’ line in vitro, where the adhesion and growth in the lamellar direction were observed. Cytotoxic tests revealed a negative impact of a high calcium level on Schwann cell’ survival. The prepared scaffolds could form an apatite layer on its surface in the form of embryonic and nucleation centers and apatite itself. Calcium phosphate and titania scaffolds exhibited promising regenerative characteristics of adhesion and ingrowth through porous structures with outstanding mechanical properties.
|
|
|
Studium biokeramických materiálů pro dentální aplikace
Lokvenc, Martin ; Matoušek, Aleš (oponent) ; Novotná, Lenka (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá keramickými materiály používanými ve stomatologii. Úvod práce se věnuje popisu biokompatibility, jakožto charakteristické vlastnosti všech biomateriálů. Práce dále pojednává o výhodách a nevýhodách pokročilé keramiky, používané v dnešní době. Hlavní pozornost byla věnována dentální biokeramice, kterou lze obecně rozdělit podle několika kritérií. Bylo popsáno rozdělení v závislosti na mikrostruktuře, která výrazně ovlivňuje celkové vlastnosti materiálu. Na keramiku je zde nahlíženo jako na kompozitní materiál, kde je skelná matrice vyplněna z vetší či menší části krystalickou fází. Součástí práce je také popis využití jednotlivých typu biokeramik při výrobě zubních náhrad
|
|
|
Milling of pre-sintered ceramics using CAD / CAM
Ščasnovič, Erik ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
Diploma thesis is focused on determination of proper pre-sintering temperatures of zirconia ceramic blanks intended for CAD-CAM milling. Functional properties of milled and sintered samples are also discussed. Experimental part is aimed on determination of properties of blanks which affect directly the CAD-CAM process. Another solved issue is definition of mechanical and physical properties of sintered bodies. Final properties are compared with properties of ceramic blanks made from standard ceramic powder. Dental crown, dental three-unit bridge and partial knee joint were prepared successfully. The tests of geometric accuracy were performed on dental crown as well as on partial knee joint replacement with using 3D scanner.
|
|
|
Neural bioceramic scaffold prepared by freeze-casting
Vojníková, Michaela ; Pejchalová, Lucie (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Several procedures have been investigated for the regeneration of injured nerves. However, the resulting axonal growth can be random or disorganized and has limitations reflected on patient recovery. Therefore, the novel freeze-casted scaffolds were manufactured with mechanical and microstructural properties suitable for the neural scaffold. Concretely, the bioceramic scaffolds were based on calcium phosphates, titania, and zirconia. The oriented microstructure was prepared by controlled ice growth in one direction. The observation with scanning electron microscopy confirmed linearly oriented pores (lamellar system) in which average pore size decreased with a higher freezing rate. According to the results, the scaffolds prepared by freezing in liquid nitrogen showed excellent mechanical properties, where flexural strength was in the range of 10–17 MPa. Interlamellar distances of these scaffolds were 10–30 µm, which are appropriate for neural scaffolds. Biocompatibility was evaluated with Schwann cells’ line in vitro, where the adhesion and growth in the lamellar direction were observed. Cytotoxic tests revealed a negative impact of a high calcium level on Schwann cell’ survival. The prepared scaffolds could form an apatite layer on its surface in the form of embryonic and nucleation centers and apatite itself. Calcium phosphate and titania scaffolds exhibited promising regenerative characteristics of adhesion and ingrowth through porous structures with outstanding mechanical properties.
|
|
|
Ohebné keramické fólie z oxidu zirkoničitého
Hliničan, Jan ; Částková, Klára (oponent) ; Šťastný, Přemysl (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vývojem systému pro přípravu tenkých a vysoce ohebných keramických fólií z oxidu zirkoničitého s tloušťkou mezi 70 a 200 m. Práce je členěna do dvou částí. První část představuje literární rešerši, která se zaměřuje na vlastnosti oxidu zirkoničitého, přípravu tenkých keramických fólií a hodnocení mechanických vlastností keramických materiálů. Druhá část je experimentální. Zabývá se přípravou tenkých keramických fólií z koloidních keramických suspenzí vyrobených metodou epoxy gel-tape casting. Suspenze byly připravovány ze stabilizovaného oxidu zirkoničitého. Ke stabilizaci byly použity 2 a 3 mol.% oxidu yttritého. Na slinutých fóliích byl stanoven maximální průhyb a pevnost. Maximální biaxiální pevnosti 1806 MPa bylo dosaženo u fólií 3Y-PC 75 s tloušťkou 190 m. Maximálního průhybu 10,5 mm při tloušťce keramické fólie 75 m bylo dosaženo v 3-bodovém ohybu při rozpětí podpor 30 mm na vzorcích 3Y-PC 75. Při vzdálenosti podpor 50 mm byly vzorky protlačeny mezerou bez poškození. Tyto výsledky poukazují na excelentní mechanické vlastnosti připravených keramických folií.
|
|
|
Syntéza a slinování keramiky na bázi ZrO2 pro biomedicínské aplikace
Jahodová, Daniela ; Novotná, Lenka (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce je příprava tetragonálního oxidu zirkoničitého dopovaného oxidem yttritým, ceričitým a hořečnatým. Teoretická část je zaměřena na charakteristiku a popis dopované keramiky, dále na možnosti přípravy prášků a jejich další zpracování. Experimentální část popisuje precipitační syntézu oxidu zirkoničitého v bazickém prostředí a jeho další zpracování na keramiku. Byl studován vliv dopantu a způsobu zpracování na fázové složení a mikrostrukturu vytvořené keramiky. K popisu struktur prášků byla použita termická analýza, dilatometrická analýza, analýza měrného povrchu, rentgenová analýza a elektronová rastrovací a transmisní mikroskopie. Z klasicky sušených prášků byla vyrobena keramika s průměrnou velikostí zrn 87-94 nm a relativní hustotou v rozmezí 84,0-99,3 %. Keramika vyrobená z hydrotermálně zpracovaných prášků měla průměrnou velikost zrn 75-85 nm a relativní hustotu 92,7-99,9 %. Další fází bylo vystavení vzorků nízkoteplotnímu stárnutí po dobu 5 a 15 hodin. Vzorky obsahující čistě tetragonální oxid zirkoničitý byly odolné proti nízkoteplotnímu stárnutí při 180 °C po dobu 5 a 15 hodin.
|
host ::
RSS.