National Repository of Grey Literature 32 records found  1 - 10nextend  jump to record: Search took 0.00 seconds. 
Processing and properties of transparent polycrystalline ceramic materials
Tásler, Jan ; Pouchlý, Václav (referee) ; Maca, Karel (advisor)
The presented diploma thesis is focused on the preparation and properties of transparent polycrystalline ceramic materials based on Al2O3. Theoretically, the most important technological aspects of the processing of these materials are presented. Detailed attention is given to transparent Al2O3 polycrystalline ceramics doped with rare earth elements. The influence of microstructural parameters on the optical properties (represented by RIT) is investigated on Al2O3 samples doped and codoped with dysprosium, terbium and chromium. A significant effect of the average grain size on the light transmittance of all samples is observed. The highest RIT = 55 % (measured by a laser beam with a wavelength of 632,8 nm) was achieved by an optimized preparation process for a sample doped with 0,05 at. % of dysprosium. For all samples photoluminescent properties are also analysed. The photoluminescent emission spectra correspond to the activation of doping elements. In case of the terbium and chromium codoped samples, the differences in the activation of individual dopants depending on different excitation wavelengths were demonstrated, resulting in different colour emissions for different excitation wavelengths.
Utilization of theoretical and experimental approaches to sintering for tailoring the microstructure and properties of advanced ceramic materials
Spusta, Tomáš ; Pánek,, Zdeněk (referee) ; Michálková,, Monika (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Táto práca sa zaoberá prispôsobením (tailoring) mikroštruktúry vybraných pokročilých keramických materiálov (oxid hlinitý, kubický a tetragonálny oxid zirkoničitý) metódou izostatického lisovania za tepla (post-HIPing) s cieľom pripraviť vzorky s teoretickou hustotou and minimálnou veľkosťou zŕn. Vzhľadom na to, že izostatické lisovanie je vo väčšine prípadov používané ako dokončovacia metóda, pred-slinovanie (príprava vzoriek v štádiu uzavretej pórovitosti) bolo tiež dopodrobna študované. Extenzívny teoretický a experimentálny výskum pred-sintrovania pokročilých keramických materiálov ukázal niekoľko výsledkov. Bolo zistené, že uzatváranie pórov je materiálová charakteristika riadená medzi-povrchovými energiami (uzatváranie pórov nastáva pri 92-96 % t.d. pre skúmané materiály), je nezávislé na technológii prípravy keramického polotovaru a je nezávislé na histórii sintrovacieho procesu. Pre analýzu mikroštruktúry skenovacím elektrónovým mikroskopom a výrazné zvýšenie efektivity mikroštruktúrnej analýzy, bola vyvinutá nízkoteplotná metóda termálneho leptania. Táto metóda umožňuje zviditeľnenie leštenej mikroštruktúry pri leptacej teplote 900 °C a výdrži 1 hodina čiastočne sintrovaných a plne hutných vzoriek bez teplotnej kontaminácie (zvýšenie hustoty a veľkosti zŕn). Pred-sintrované vzorky boli post-HIPované nadizajnovaným kombináciami teploty (1200-1400 °C), aplikovaného tlaku (50 a 200 MPa) a času výdrže (0,5 až 9 hodín) s cieľom štúdia vplyvu týchto post-HIPovacích parametrov na mikroštruktúru vzoriek. Najdôležitejší výsledok experimentov je, že aplikovaný tlak vykazuje iba minimálny vplyv na rast zŕn v priebehu post-HIPovania, pričom výrazne posilňuje zhutňovanie. Sintrovacia teplota a čas výdrže tiež vykazovali zhutňovací potenciál, avšak s negatívnym efektom na veľkosť zŕn počas post-HIPovania rešpektujúc kinetickú rovnicu rastu zŕn – exponenciálny rast pre teplotu a parabolický rast pre čas. Tieto výsledky boli použité pre optimalizáciu post-HIPovacích cyklov pre študované materiály. Výsledné vzorky boli zhutnené nad 99,7 % t.d. a s minimálnym (pod 10 %) nárastom veľkosti zŕn v porovnaní s pred-sintrovanou veľkosťou zŕn. Aplikáciou získaných znalostí bola pripravená transparentná korundová keramika dopovaná erbiom s fotoluminiscenčnými vlastnosťami. Pripravená vzorka s tvrdosťou HV 10 26,9 GPa a so skutočnou inline priepustnosťou RIT 56 % vykazuje najlepšie hodnoty tvrdosti a priepustnosti v doposiaľ publikovaných korundových keramických materiáloch dopovaných prvkami vzácnych zemín.
Study of microstructure evolution during intermediate stage of sintering of advanced ceramic materials
Jemelka, Marek ; Pouchlý, Václav (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Hlavním cílem této diplomové práce byl popis závislosti kritické hustoty (tj. hustota, při které se tubulární póry zcela přemění na póry izolované a uzavřené) a průměrné velikosti zrn při této hustotě na rozdílných rychlostech ohřevu během druhého stádia slinovacího procesu. Dosažené výsledky jsou velice důležité, např. pro produkci transparentních balistických pancířů, vysoce výkonných řezných nástrojů či kostních a kloubních implantátů, jelikož poskytují informace pro výběr nejvhodnější slinovací metody, jejímž výsledkem jsou vzorky v předslinutém stavu s minimální velikostí zrn pro následnou metodu izostatického lisování za tepla (post –HIP). Bylo zjištěno, že kritická hustota všech studovaných oxidových materiálů (Al2O3, tetragonální ZrO2 a kubické ZrO2) není významně závislá na rychlosti ohřevu v rozmezí od 2°C/min do 200°C/min a průměrné hodnoty kritických hustot jsou 96.3 %; 92,4 % a 93,0 % pro Al2O3, t- ZrO2 a c-ZrO2. Výsledky z dosavadní literatury prokázali, že kritická hustota není taktéž závislá na mikrostruktuře keramického polotovaru, a tedy je možné usuzovat, že kritická hustota je materiálovou konstantou závislou na dihedrálním úhlu materiálu. Slinovací trajektorie (tj. závislost průměrné velikosti zrn na relativní hustotě) byly vyhodnoceny jak pro všechny tři způsoby slinování lišící se rychlostí ohřevu (2, 10 a 200 °C/min s dobou výdrže 5 min), tak pro takzvaný způsob slinování- long-dwell (nízké slinovací teploty s dobou výdrže 5 – 10 h). Výsledky nepotvrdily, že by některá z alternativních metod slinování vedla ke snížení průměrné velikosti zrn při kritické hustotě materiálu, a tudíž v současnosti nejvyužívanější metoda pro přípravu materiálů v předslinutém stavu, tzv. metoda konvenčního slinování (rychlost ohřevu 10 °C/min, doba výdrže 5 min), zůstává i nadále vhodnou metodou pro přípravu vzorků s optimální mikrostrukturou pro následný post-HIP proces.
Processing and properties of lead free piezoceramic materials
Tásler, Jan ; Částková, Klára (referee) ; Maca, Karel (advisor)
This bachelor thesis deals with the study of lead free piezoceramic materials with comprehensive focus on the material called BCZT. The effect of different milling duration of the ceramic precursors and the effect of sintering temperature of the green body on the relative density and grain size of the final ceramics is studied on the prepared samples of this material with chemical composition of (Ba0,85Ca0,15)(Zr0,1Ti0,9)O3. Also, the effect of microstructure on the piezoelectric properties is examined. Both the milling duration and sintering temperature are key factors which influence the microstructure of ceramics. The effect of microstructure on the piezoelectric properties was confirmed mainly for piezoelectric coefficients d33 and kp.
The influence of sintering schedule on microstructure of advanced ceramic materials with cubic structure
Ecler, Matěj ; Pouchlý, Václav (referee) ; Maca, Karel (advisor)
This bachelor thesis deals with the study of the influence of heating schedule on the microstructure of advanced ceramic materials. Relative densities and grain sizes obtained by Single-Step Sintering and Two-Step Sintering were compared. Examined ceramic materials were CeO2, Y2O3 and spinel Al2O3MgO with cubic structure, and TiO2 with tetragonal structure. Only samples of Al2O3MgO and TiO2 achieved relative densities higher than 98%. For those two materials the microstructure was evaluated. The results did not confirm the influence of crystalline lattice symmetry on eciency of Two-Step Sintering.
The microstructure evaluation of advanced oxide ceramics during fast sintering
Prajzler, Vladimír ; Chlup, Zdeněk (referee) ; Maca, Karel (advisor)
The diploma thesis deals with influence of fast pressure-less sintering on the microstructure of advanced ceramic materials, namely -Al2O3 and tetragonal ZrO2 (doped by 3 mol% Y2O3) with particle sizes ranging from 60 nm to 270 nm. Fast and controlled heating rate was enabled by utilization of the special superkanthal furnace with moving sample holder. Defect-free bulk and dense samples were prepared using heating rates in order of 100-200 °C/min. Higher densities reached the samples pressed by higher pressures; the specimens with densities higher than 99 % t.d. were prepared within tens of minutes for alumina as well as for zirconia with very low thermal conductivity. Different behavior was observed only for material TZ-3Y, which exhibited core-shell structure with dense surface and porous centre after sintering at heating rates higher than 10 °C/min. It was shown in this work that such behavior was not primarily caused by the high thermal gradient resulting from high heating rates. Its creation was probably caused by chlorine impurities. The mechanism of desintering of these samples was described and eliminated by calcination of the samples at 1000 °C for 10 hours prior to fast sintering at 1500 °C, so even this material could be fast sintered up to 99.9 % theoretical density.
The influence of heating rate on two step sintering of advanced ceramic materials
Klevetová, Tereza ; Maca, Karel (referee) ; Pouchlý, Václav (advisor)
Recently, there has been growing interest in new technologies and procedures to improve the microstructure of advanced ceramic materials. One of the most commonly used sintering methods is Two step sintering (TSS), Rapid rate sintering (RRS) and Spark plasma sintering (SPS). Within the framework of this bachelor thesis number of experiments were carried out for the research of the microstructure interconnecting the Two step sintering with the Rapid rate sintering and non-preassure Spark plasma sintering. The aim of this work was to determine the influence of the heating rate on the size of final relative density and the average grain size for ceramic materials based on ZrO2. The results of the study show that occurrence of the „core-shell“ structure on the ZrO2 doped by 3 mol.% Y2O3 (TZ-3Y) tend to production of non-homogenous microstructure with a fully compacted surface and a porous center. In the case of ZrO2 doped by 8 mol.% Y2O3 (TZ-8Y) this structure was detected only in several cases at higher heating rates. An the same time it was found that the final relative density decreases with increasing heating rate. Using cubic ZrO2 with larger grain size (TZ-8YSB), the „core-shell“ structure did not appear, however a lower relative densities of about 98 % t.d. was always achieved, regardless of the applied temperature profile. The best results were obtained with TZ-8Y using Spark plasma sintering and Rapid rate sintering. Smaller grain size was obtained as compared with conventional methods of other authors. The difference in grain size was just within the framework of the standart deviation. This work doesn’t show any positive influence of Rapid rate sintering on the resulting grain size.
Preparation of thin wall ceramic hollow fibers by dip-coating
Gockert, Radek ; Maca, Karel (referee) ; Salamon, David (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá výrobou ultratenkých keramických dutých vláken pomocí metody povlakování namáčením. Příprava keramických dutých vláken je v současnosti limitována rozměrem vnějšího a vnitřního průměru. Aplikace metody povlakování namáčením pro přípravu ultratenkých dutých je nový a technologicky náročný proces vyžadující volbu vhodné šablony a zároveň zvládnutí kontroly parametrů povlakování. Základními zvolenými materiály s vysokým aplikačním potenciálem jsou hydroxyapatit a oxid titaničitý. Samonosná dutá vlákna s tloušťkou stěny pod 1 m byla úspěšně připravena z obou materiálů. Dále byl také popsán proces povlakování namáčením obětovaných šablon. Tato metoda je unikátní, protože umožňuje produkci ultratenkých keramických dutých vláken s vnitřním průměrem pod 100 m a tloušťkou stěny pod 1 m.
Processing of Electroceramic Materials for Advanced Applications
Kachlík, Martin ; Petzelt, Jan (referee) ; Bartoníčková, Eva (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Disertační práce se zabývá přípravou pokročilých keramických materiálů se zajímavými fyzikálními vlastnostmi. Materiály, připravené v rámci této práce, byly vyrobeny tuho-fázovými popř. hydrotermálními syntézami. První ze zkoumaných materiálů je elektrokeramika EuTiO3 s perovskitovou mřížkou. Absence termodynamických dat tohoto systému vedla k rozsáhlému experimentálnímu výzkumu vhodných podmínek jeho přípravy. Tři směsi práškových prekurzorů (Eu2O3 s Ti2O3 nebo TiO2 – rutil či anatas) byly homogenizovány mletím v planetovém mlýnu a formovány izostatickým tlakem 300 MPa. Vzniklé keramické polotovary diskového tvaru byly slinovány konvenčními metodami v redukčních atmosférách (Ar + 7 % H2 nebo pouze čistý H2) popř. pokročilou slinovací metodou Spark Plasma Sintering (SPS). Následně byl studován vliv slinovací metody, teploty, složení atmosféry a prodlevy na finální hustotu a fázovou čistotu vzorků. Tento výzkum vyústil v úspěšnou přípravu jednofázové EuTiO3 objemové keramiky s relativní hustotou vyšší než 95 % teoretické hustoty (%TH). S ohledem na dostupnou literaturu jsou tyto materiály jedinými publikovanými vzorky fázově čisté EuTiO3 keramiky s tak nízkou porozitou. Důležitost těchto výsledků je podložena čtyřmi publikacemi v impaktovaných časopisech, kde byly vlastnosti měřené na těchto vzorcích prezentovány. Spektra infračervené odrazivosti byla porovnána s výsledky v literatuře. Byla tak demonstrována nezbytnost fázově čistých vzorků s minimálním porozitou pro měření jejich reálných (neovlivněných) fyzikálních vlastností. Další výzkum byl zaměřen na hydrotermální syntézu (HTS) keramického prášku Eu0,5Na0,5TiO3. Prezentované HTS byly uskutečněny ve vysoce zásaditém prostředí vodných roztoků NaOH nebo KOH při teplotách 220 – 250 °C. Experimenty s různými koncentracemi prekurzorů (EuCl3 a TiCl4) a redukčních činidel vedly k přípravě jednofázového práškového perovskitu Eu0,5Na0,5TiO3 s krychlovými částicemi s rozměry pod 1 m. Jiný titaničitan - MgTiO3 – byl syntetizován tuho-fázovou reakcí směsi práškových prekurzorů MgO a TiO2. Směsi byly mechanicky aktivovány v kulovém mlýnu po dobu 0, 10, 40, 80 nebo 160 min. Keramická tělesa byla slinována pomocí dvou různých přístupů a to buď metodou Two-step Sintering (TSS) na teplotách 1300 °C (30 min) a následně 1200 °C (20 h) nebo nejprve konvenčním slinováním při 1300 °C popř. 1400 °C po dobu 30 min a poté ještě pomocí metody Hot Isostatic Press (HIP) na 1200 °C popř. 1280 °C. V případě HIP-ovaných vzorků při 1280 °C po 3 hodiny v inertní Ar atmosféře o tlaku 200 MPa byly získány fázově čisté keramické vzorky MgTiO3 s relativní hustotou nad 93 %TH. Poslední z prezentovaných materiálů je Ba(Ca)Ti(Zr)O3 bezolovnatá piezokeramika, která byla připravena tuho-fázovou reakcí práškových směsí mletých v planetovém kulovém mlýnu za rozdílných podmínek. Keramická tělesa lisovaná izostatickým tlakem (300 MPa) byla dále zhutněna beztlakým slinováním na teplotách 1200, 1300, 1400 popř. 1500 °C po dobu 1 h na vzduchu. Byly studovány potřebné podmínky pro přípravu jednofázové perovskitové Ba0,85Ca0,15Ti0,9Zr0,1O3 keramiky s požadovanou mikrostrukturou. Úspěšně tak byly připraveny vzorky fázově čisté Ba(Ca)Ti(Zr)O3 keramiky o relativní hustotě až 96 %TH. Prezentované výsledky potvrzují význam volby vhodné metody výroby a potřebných parametrů k získání pokročilých elektrokeramických materiálů s požadovanou mikrostrukturou i fázovým složením a tudíž i pro správné stanovení jejich fyzikálních vlastností.
Sintering of Advanced Ceramic Materials
Pouchlý, Václav ; Svoboda, Jiří (referee) ; Ptáček, Petr (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Sintering is a one of the key step in a processing of bulk ceramic materials. New sintering methods were invented in the last years. These new sintering methods, according to their authors, can be used for obtaining finer final microstructure of ceramics only by modifying the heating schedule. This work is focused on an influence of the Two Step Sintering method on the final microstructure for oxide ceramics. Obtained experimental results have shown that the effectivity of the Two Step Sintering method is rising with crystallographic symmetry of used material. Thesis is also focused on a high-temperature dilatometry and concept of the Master Sintering Curve. This concept was used for calculation of the activation energy of sintering and finding different sintering mechanisms acting in the intermediate and final stage of sintering. Activation energy of sintering was compared with activation energy of grain growth with target to find the kinetic window. Kinetic window can allow a sintering without a grain growth. Master Sintering Curve method was also used in a pressure assisted unconventional sintering technique Spark Plasma Sintering. Master Sintering Curve applied to a Spark Plasma Sintering technique reveals and quantified different sintering mechanisms acting in Spark Plasma Sintering. These findings led to preparation of transparent tetragonal ZrO2.

National Repository of Grey Literature : 32 records found   1 - 10nextend  jump to record:
See also: similar author names
1 Máca, Kamil
Interested in being notified about new results for this query?
Subscribe to the RSS feed.