|
|
Příprava LiNbO3 nanostruktur a jejich charakterizace
Pikna, Štěpán ; Jelínek, Michal (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Tato experimentálně založená práce se zabývá depozicí materiálu LiNbO3 na safírový substrát. Tento materiál vykazuje elektrooptický jev, tedy změnu indexu lomu při změně externího napětí, který má široké využití elektrooptických modulátorech. V současné době je věnována pozornost na zmenšení těchto zařízení pro použití v oblasti metaoptiky či fotoniky. Začátek práce je věnován rešeršní studii elektrooptického jevu a jeho využití v optických metapovrších. Dále se rešerše věnuje pulzní laserové depozici LiNbO3. Praktická část začíná optimalizací výroby terčů z waferů LiNbO3 pomocí laserové řezačky. Dále se věnuje měření elektrooptického jevu depozičních terčů vyrobených z monokrystalických desek LiNbO3 a poslední část je věnována samotné depozici tohoto materiálu na safírový substrát a následné analýze pomocí SPM, XPS, XRD a SEM. Praktická část diplomové práce vyústila v pozorování monokrystalického růstu 30 nm zrn a nanostruktur LiNbO3 a ve studium fyzikálních parametrů, které ovlivňují jejich růst.
|
|
|
Studium segregace manganu v Mn dopovaných transparentních keramikách na bázi oxidu hlinitého
Pišťák, Jan ; Maca, Karel (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou Al2O3 keramiky dopované manganem, studiem základních fyzikálních a mikrostrukturních vlastností a popisem kinetiky rozpouštění manganu v matrici Al2O3. Metodou slip casting byla úspěšně připravena Al2O3 keramika a Al2O3 keramika dopovaná 1 a 5 at.% Mn3O4 s různou velikostí částic dopantu. Připravené keramické materiály byly slinuty na teplotách 1100 a 1150 °C s různou dobou výdrže. U slinutých vzorků byl sledován vývoj hustoty v závislosti na parametrech přípravy a volbě teplotního cyklu. Pozorováním mikrostruktury bylo zjištěno, že i při relativně nízké teplotě dochází k rozpouštění rychlému rozpouštění dopantu v Al2O3 matrici, přičemž ve vzorcích obsahující 1 at.% Mn3O4 byl tento dopant již kompletně rozpuštěn. V případě vzorků s koncentrací 5 at.% Mn3O4 byla v matrici identifikována spinelová fáze. Navíc bylo zjištěno, že u některých vzorků docházelo k vydrolování nezreagovaných částic dopantu z matrice během keramografického zpracování. Cíl bakalářské práce tedy nemohl být bezezbytku naplněn, tj. kinetika rozpouštění dopantu nemohla být z objektivních důvodů studována.
|
|
|
Polykrystalická keramika transparentní pro viditelné a infračervené vlnové délky
Veselý, Jan ; Maca, Karel (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou průhledných keramických plátů vyrobených ze sub-µm prášku oxidu hlinitého. Zhutnělá keramická tělesa jsou připraveny ultrafialovým (UV) vytvrzováním UV vytvrzovací pryskyřice obsahující keramický prášek s následným vypálením organické složky za zvýšené teploty. Vysoká relativní hustota takto vypálených těles je nezbytná ke snížení smršťování během následujícího slinovacího procesu. Proto jsou použity vysoce plněné disperse obsahující > 57 obj.% keramických částic. K dosažení transparentního chování, porozita uvnitř plátů musí být úplně odstraněna. Proto jako závěrečné operace je použito isostatického stlačování za zvýšené teploty. Nakonec jsou prezentovány měření světelné propustnosti a tvrdosti. Možnosti výroby mikrostruktur s vysokým rozlišením za použití bezmaskové litografie a návrhy na použití UV vytvrzovací metody pro produkci tvarově náročných 3D struktur jsou krátce zmíněny.
|
|
|
Vliv parametrů elektroforetické depozice na konečné vlastnosti keramiky
Husák, Roman ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Elektroforetická depozice je experimentálně nenáročná tvarovací metoda umožňující připravit keramické materiály ze stabilní suspenze částic pomocí stejnosměrného elektrického pole. Cílem práce bylo ověřit, jak velikost elektrického proudu a tudíž rychlost ukládání částic na elektrodu ovlivňují mikrostrukturu a finální vlastnosti keramiky. Byly připraveny vrstvy Al2O3 a ZrO2 ze stabilních suspenzí prášků v isopropanolu stabilizovaných kyselinou monochloroctovou. Bylo zjištěno, že skutečná časová závislost rychlosti ukládání částic na elektrodu se lišila od teoretické předpovědi pro dané elektrické podmínky. Z měření kinetiky elektroforetické depozice byla proto stanovena aktuální elektroforetická pohyblivost částic a efektivní hmotnost částic účastnících se depozice. Bylo zjištěno, že s rostoucím elektrickým proudem klesala skutečná elektroforetická pohyblivost částic a naopak rostl podíl částic v suspenzi ukládající se na elektrodě. Rostoucí rychlost částic při vyšších elektrických proudech také vedla k horšímu uspořádání částic na elektrodě, což se projevilo v růstu pórů a v růstu celkové hustoty depozitů. Tyto mikrostrukturní změny se projevily v poklesu tvrdosti keramiky nanesené vyššími proudy, a to v případě Al2O3 až o 300HV5.
|
|
|
Vrstevnaté keramické kompozitní materiály - příprava, struktura a vlastnosti
Drdlík, Daniel ; Maca, Karel (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Byla zpracována literární rešerše na téma vrstevnaté keramické materiály zahrnující popis keramických materiálů a metod nanášení keramických vrstev. Byla navržena metodika přímého měření hmotnosti depozitu pro přesný popis kinetiky jednosložkových materiálů. Byla popsána teoretická závislost kinetiky elektroforetické depozice a srovnána s experimentálními daty. Byla připravena řada elektroforetických depozic s cílem lépe popsat kinetiku elektroforetické depozice při různých konstantních proudech. Bylo provedeno hodnocení depozitů získaných elektroforetickou depozicí z hlediska výsledné hustoty po žíhání a po procesu slinování. Dále bylo provedeno měření velikosti pórů. Rovněž byly provedeny série měření tvrdosti a získané hodnoty srovnány s danými elektrickými podmínkami připravených depozic. Byl zjištěn pokles tvrdosti s rostoucím proudem, což ve shodě s měřením hustoty ukázalo na nižší stupeň uspořádanosti struktury při vyšších rychlostech ukládání částic v hutný nevodivý depozit. Pomocí podrobných poznatků o funkci kinetiky keramických materiálů za konstantního proudu I=5 mA byl připraven vrstevnatý keramický kompozitní materiál z keramických materiálů na bázi Al2O3 a ZrO2.
|
|
|
Kompozitní stomatologické biomateriály - struktura, analýza a vlastnosti
Matoušek, Aleš ; Vaněk,, Jiří (oponent) ; Lapčík,, Lubomír (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
V této práci byl zkoumán vliv velikosti zrn na bioaktivitu oxidových keramik ZrO2, Al2O3 a HA. Biologická aktivita byla porovnána u keramik od velikosti zrn 100 nm až po 10 m a různou povrchovou drsností. K přesnému popsání testovaných materiálů byly provedeny keramografické analýzy. K hodnocení biologických vlastností keramik byly použity dilatační testy in-vitro výluhové a přímé. Byly použité buněčné testovací linie osteoblastoidní MG63, fibroblastoidní L929 a epiteliální HeLa. Vliv velikosti zrn na biologickou odezvu keramik se projevil pouze u těles s tepelně zvýrazněným reliéfem. U tepelně leptaných nanokrystalických vzorků byla zjištěna vyšší plocha pokryvu buněk než u keramik s hrubší mikrostrukturou. Biologické testy na vrstevnatých kompozitech Al2O3×ZrO2 ukázaly selekci buněk podle typu materiálu, s preferenčním pokrytím povrchu ZrO2. Zvýšená biologická odezva nanokrystalického ZrO2 byla detailně ověřena na keramických substrátech ZrO2, Al2O3 a SiO2 s nanokrystalickým povlakem ZrO2. Byl nalezen optimální technologický postup pro vytvoření nedefektních povlaků. Slinuté povlaky byly testovány in-vitro buněčnými liniemi HeLa, L929 a MG63 po dobu až 72 hodin. Výsledky biologických testů nanokrystalických povlaků odpovídaly výsledkům objemových nanokrystalických keramik ZrO2 se zvýrazněným reliéfem.
|
|
|
Vliv plazmové aktivace keramických částic na technologii přípravy a vlastnosti pokročilých keramických materiálů
Klevetová, Tereza ; Ráheľ,, Jozef (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vlivem plazmatické aktivace keramických částic na mikrostrukturu slinutých keramických těles. Pro plazmatickou aktivaci keramických částic bylo použito zařízení pro generaci difuzního koplanárního povrchového bariérového výboje (DCSBD). Pro experiment byly zvoleny dva materiály - Al2O3 (TAI) a ZrO2 dopovaný 3 mol% Y2O3 (TZ). Pro dispergaci prášků v suspenzích byly použity dvě metody – ultrazvuková dispergace a kulové mletí. Efekt působení DCSBD na korundové a zirkonové prášky byl studován pomocí rtuťové porozimetrie, dilatometrie a pomocí studia dosažené finální mikrostruktury. Obecně bylo zjištěno, že plazmatická aktivace povrchu keramických částic má měřitelný dopad na výslednou mikrostrukturu. Bylo zjištěno, že plazmaticky aktivované Al2O3 prášky dosahují při dispergaci pomocí ultrazvuku i kulového mletí nižších hodnot střední velikosti zrn při srovnatelné velikosti relativní hustoty ve srovnání s neaktivovanými prášky. U materiálu TZ bylo zjištěno, že plazmaticky aktivované prášky v případě použití ultrazvukové dispergace dosahují po slinutí vyšších relativních hustot než prášky neaktivované. Pokud byl pro dispergaci použit kulový mlýn, dosahovaly aktivované prášky nižších relativních hustot ve srovnání s neaktivovanými prášky. Výsledná slinovací trajektorie oplazmovaného TZ dispergovaného pomocí ultrazvuku se překrývá se slinovací trajektorií neaktivovaného prášku dispergovaného pomocí kulového mletí a obráceně. Ve srovnání s ostatními autory bylo v případě aktivovaného prášku TAI dispergovaného kulovým mletím dosaženo porovnatelných výsledků z hlediska slinovací trajektorie. V případě materiálu TZ bylo při porovnání výsledků s ostatními autory dosaženo obdobných výsledků, pokud byl použit aktivovaný prášek a dispergace ultrazvukem. Plazmatická aktivace povrchu tedy umožňuje ekologičtější variantu stabilizace suspenze vzhledem ke konvenčním metodám stabilizace založených na chemických aditivech.
|
|
|
Vytlačování vrstevnatých keramických těles
Kaštyl, Jaroslav ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
V diplomové práci byl vypracován literární přehled metody termoplastické koextruze a na jeho základě bylo studováno vytlačování homogenních a jednovrstevných keramických těles na bázi materiálů ZrO2, Al2O3, ZTA a ATZ. Pro termoplastické vytlačování byl upraven kapilární reometr, navrženy a vyrobeny vytlačovací trysky. Metodou termoplastické koextruze byly připraveny homogenní keramické tyčinky a jednovrstevné tyčinky se strukturou jádro/vrstva: ZrO2/Al2O3, ZrO2/ATZ a ZTA/Al2O3. U vrstevnatých těles byla hodnocena kvalita rozhraní a defekty vznikající při zpracování. Pro zhodnocení struktury a defektů vrstevnatých těles byly využity technologické parametry a vlastnosti homogenních těles připravených z jednotlivých materiálů. Termoplastickou koextruzí bylo možné připravit keramické jednovrstevné tyčinky se strukturou jádro/vrstva: ZrO2/ATZ a ZTA/Al2O3 o průměru ~ 2,5 mm a délce ~ 45 mm s drobnými defekty.
|
|
| |
|
|
Zviditelnění a analýza mikrostruktury částečně slinutých oxidových keramických materiálů
Jemelka, Marek ; Salamon, David (oponent) ; Spusta, Tomáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce má za úlohu experimentálně stanovit vhodné parametry leptacích procedur pro leptání částečně zhutnělých keramických materiálů (Al2O3, ZrO2 + 3mol. % Y2O3, ZrO2 + 8mol. % Y2O3) s důrazem na minimální ovlivnění výsledné mikrostruktury. Z výsledků vyplývá, že optimální leptací procedurou pro zvolené materiály je termální leptání za podmínek: Al2O3 (rel. 95,7 ± 0,9 %)- Tlept. = 1015 C (Ts – 350 C), tetragon. ZrO2 (rel. 94,5 ± 0,6 %)- Tlept. = 1005 C (Ts – 350 C), kubic. ZrO2 (rel. 94 ± 0,5 %)- Tlept. = 1105 C (Ts – 350 C). Užitím chemického leptání v prostředí H3PO4 s výdrží 60s je u Al2O3 a kubického ZrO2 možné dosáhnout naleptaného stavu povrchu v kratších časech, nicméně náročnost provedení a volby vhodných parametrů řadí tuto proceduru až za leptání termální. Zviditelnění mikrostruktury vybraných materiálů pomocí iontového svazku bylo experimentálně stanoveno jako nevhodné z důvodu časové a personální náročnosti metody.
|
host ::
RSS.