|
| |
|
|
Diagnostika dohasínajícího dusíkového plazmatu metodou optické emisní spektroskopie
Kabeláčová, Kateřina ; Slavíček,, Pavel (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Cílem předložené diplomové práce je diagnostika dohasínajícího dusíkového plazmatu metodou optické emisní spektroskopie. Dohasínající dusíkové plazma je v popředí zájmu již roky, je zkoumáno jak teoretické tak i praktické využití. Všechny naměřené výsledky byly získány metodou optické emisní spektroskopie dohasínajícího plazmatu. Aktivní výboj byl generován stejnosměrným zdrojem napětí a měření probíhalo v proudícím režimu. V dané práci můžeme vidět několik sérií experimentů. V prvním experimentu byly do výboje argonu přidávány vodní páry. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měnili se průtoky a pro každý průtok bylo měření realizováno v různých časech dohasínání. Při druhém experimentu byl do výboje argonu přidáván dusík. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měnil se zde průtok dusíku (0,2 sccm, 0,4 sccm a 0,8 sccm). Pro jednotlivé průtoky byly provedené stejné experimenty a měnila se opět vzdálenost od aktivního výboje. Dalším experimentem bylo přidávání rtuťových par do dusíkového dohasínání. Měřilo se při konstantním proudu 120 mA, napětí 3,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měření bylo provedeno pro dvě různé konfigurace: clonky, kdy je světlo do detektoru spektrometru přiváděno přes dvě za sebou umístěné clonky o průměru 0,5 mm a původní konfigurace bez clonek, kdy je optické vlákno jdoucí do spektrometru umístěno přímo u stěny trubice s výbojem. Posledním experimentem bylo přidávání vzduchu do argonu. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,0 V a tlaku 1 000 Pa. Teplota vnější stěny výbojové trubice, která se stanovovala pomocí termočlánku a infračerveného teploměru, byla měřena pro poslední dva experimenty (dusík a argon – vzduch). Při experimentech s čistým dusíkem byl viditelný jev pink afterglow. Projevuje se značným nárůstem růžového zabarvení v části dohasínání. Optická emisní spektra dohasínajícího výboje byla u různých experimentů snímána v různém rozsahu vlnových délek. U argonu s vodní párou to bylo 280–600 nm, u titrace argonu dusíkem bylo rozmezí 320–500 nm a u titrace dusíku rtuti 320–600 nm. Pro experiment argon se vzduchem byl rozsah vlnových délek 320–600 nm. Z výsledků měření byly sestrojeny grafy závislostí vzdálenosti na intenzitě, a grafy závislostí vzdálenosti na teplotě. Při přidávání argonu do dusíkového dohasínání byl vyhodnocen první a druhý pozitivní systém.
|
|
|
Generace ozónu fotochemickými procesy v CO2
Kucserová, Aneta ; Salyk, Ota (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá měřením koncentrace ozónu, který byl produkován dielektrickým bariérovým výbojem, korónovým výbojem a UV lampou. Také byla měřena koncentrace ozónu v ovzduší. Teoretická část se zabývá základními vlastnostmi ozónu, jeho využitím a stanovením koncentrace různými metodami. V experimentální části je popsáno generování ozónu již zmíněnými výboji.
|
|
|
Studium chemických procesů v klouzavém obloukovém výboji pomocí optické emisní spektroskopie
Maďarová, Štefánia ; Töröková, Lucie (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Cieľom bakalárskej práce je štúdium chemických procesov prebiehajúcich dohasínajúcej plazme v kĺzavom oblúkovom a tlecom výboji. O dohasínajúcej plazme hovoríme vtedy, keď je zo systému odstránený vonkajší zdroj energie a začne v ňom dochádzať k relaxačným procesom. Experimenty v bakalárskej práci prebiehali za rôznych podmienok, pre rôzne tlaky a výkony vo výboji. Teoretická časť práce stručne popisuje štúdium atmosféry Titanu. Popísane sú základné vlastnosti a kinetické procesy prebiehajúce v plazme, opisuje tlecí a oblúkový výboj. V experimentoch bol použitý čistý dusík a plynná zmes dusíka a metánu pri rovnakom prietokovom množstve a rôznych tlakoch. Pri analýze produktov chemických reakcií boli využite: optická emisní spektrometrie (Optical Emission Spectroscopy - OES), plynová chromatografie v kombinácii s hmotnostným spektrometrom ako detektorom (Gas Chromatography-Mass Spectrometry - GC-MS). Výboj bol generovaný jednosmerným zdrojom napätia a meranie prebiehalo v prúdiacom režime. Celkový tlak plynu sa pohyboval v rozmedzí 1 000-4 000 Pa pri prietoku dusíku 400 mln/min a metánu 0.025 mln/min. prúd bol v rozmedzí 85-150 mA. U všetkých experimentálnych podmienok pre tlecí výboj bol dobre viditeľný jav tzv. pink afterglow. Tento jav odpovedá maximálnej intenzite vyžarovania v dohasínajúcom výboji, prejavujúcim sa značným nárastom charakteristického ružového žiarenia. Optické emisné spektra dohasínajúceho výboja boli snímané v rozsahu vlnových dĺžok 540-640 nm. V nameraných spektrách boli identifikované tri spektrálne systémy dusíku (prví a druhý pozitívny a prví negatívni) tie majú maximálne hodnoty v dohasínaní v tzv. „pink-afterglow“. Tieto maxima klesali s rastúcim tlakom a posúvali sa k neskorším časom dohasínania.
|
|
|
Diagnostika elektrických výbojů v kapalinách
Vašíček, Michal ; Mazánková, Věra (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Cílem této práce je proměření elektrických charakteristik zapálení stejnosměrného elektrického výboje v roztoku elektrolytu a vyhodnocení jednotlivých parametrů (napětí, proud, světelný signál a zvuk). Výsledkem je porovnání těchto parametrů při přechodu z diafragmové na kapilární konfiguraci použitím statických a dynamických charakteristik. Další část popisuje vzájemné rozdíly a určuje přibližnou hranici mezi jednotlivými konfiguracemi. Studium stejnosměrného elektrického výboje generovaného na dírce bylo prováděno v polykarbonátovém reaktoru o celkovém objemu 110 ml rozděleného měnitelnou polyacetátovou přepážkou. Na tyto přepážky byla umístěna série keramických disků značky Shapal o tloušťce 0,3–1,5 mm se středovou dírkou o průměru 0,3 mm. Rozdělením vznikly dvě přibližně stejně velké komory, z nichž každá obsahovala nerezovou elektrodu. Na elektrody bylo dodáváno stejnosměrným zdrojem vysoké napětí o výkonu až 500 W. Jako elektrolyt byl použit roztok NaCl s počáteční vodivostí 570 S/cm. Časově rozlišené charakteristiky byly zaznamenávány na čtyřkanálovém osciloskopu Tektronix TDS 2024B, na němž bylo měřeno napětí přes sondu HV Tektronix P6015A, proud přes odpor 5,13 , zvuk piezoelektrickým mikrofonem pod reaktorem a emitované světlo výboje pomocí optického vlákna u otvoru v přepážce. Naměřením a zpracováním časově rozlišených charakteristik jednotlivých parametrů bylo dosaženo přesného popisu chování diafragmové a kapilární konfigurace. Byly popsány rozdíly napětí při fázi generace bublin a zapálení výboje. Práce obsahuje zejména popis chování kavitujících bublin a přibližně stanovuje přechod mezi diafragmovou a kapilární konfigurací na l/d = 3 (kde l je tloušťka přepážky a průměr dírky je značen d).
|
|
|
Characterization of microwave plasma jet generated in argon-nitrogen mixtures
Truchlá, Darina ; Mazánková, Věra (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
This thesis is concerned with influence of nitrogen admixture to non-thermal microwave plasma jet generated in argon flow at atmospheric pressure. Non-thermal plasma can be used in more biomedical applications such cancer treatment, blood coagulation, sterilization etc. It is necessary to know the changes of plasma composition and its parameters in dependence nitrogen concentration to avoid potentional damages of the treated tissue. Plasma jet was characterized by optical emission spectroscopy along its axis. Electron, vibrational and rotational temperatures were calculated from intensities of the selected spectral lines and bands emitted by particles generated in plasma. The results show increase of the nitric oxide concentration followed by the increase UVC radiation. Temperature of the neutral gas increase too, but not so much and thus jet with nitrogen addition can be still used for the treatment of thermosensitive materials such as human tissue. Study of the sterilization effect of microwave plasma generated in argon-nitrogen mixtures is still under progress. Some of the results obtained during this thesis were included in the paper submitted into Journal of Physics D: Applied Physics.
|
|
|
Studium reakcí ozónu s povrchem kovových materiálů
Krzyžanková, Anežka ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium reakcí ozonu a kyslíku s povrchem kovových materiálů. Ozon podléhá samovolnému rozkladu, který je například ovlivněn zvýšenou teplotou nebo reakcemi s jinými látkami. Cílem je zjistit, jak rychle probíhá heterogenní rozklad nebo tvorba ozonu na různých površích kovových materiálů. V teoretické části jsou popsány vlastnosti ozonu, možnosti jeho využití, generace ozonu, metody stanovení koncentrace a vztah ozonu k pevným povrchům. V experimentální části je zkoumáno, jak se mění koncentrace ozonu v závislosti na reakčním čase při laboratorní teplotě, změně průtoku kyslíku a argonu při vyfukování a samotný rozklad na ocelovém, měděném a hliníkovém povrchu. Ozon generovaný z kyslíku se uzavřel v trubičce z kovového materiálu a nechal působit po určitou reakční dobu. Po této době byl ozon vyfouknout různě velikými průtoky kyslíku. Koncentrace ozonu se sledovala pomocí absorpční spektrometrie. Ze získaných závislosti je patrné, že koncentrace ozonu klesá. V dalších experimentech se nechal ozon protékat trubičkami po dobu 5 min. Po této době byl do trubičky přiveden čistý kyslík a docházelo ke vzniku ozonu heterogenními reakcemi na povrchu. Byl sledován vliv reakčního času na vznik a zánik ozonu na površích. Nakonec byly provedena analýza povrchů pomocí skenovacího elektronového mikroskopu s prvkovou analýzou.
|
|
|
Polymerní vrstvy připravené na bázi 2-methyl-2-oxazolinu plazmochemickou metodou a jejich diagnostika
Podzemná, Daniela ; Kozáková, Zdenka (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Předmětem této bakalářské práce je příprava tenkých polymerních vrstev na bázi monomeru 2- methyl-2-oxazolinu. Vrstvy byly připraveny plazmovou polymerací v dielektrickém bariérovém výboji při inertní dusíkové atmosféře. V experimentální části byly polyoxazolinové vrstvy charakterizovány pomocí několika diagnostických metod. První z nich bylo studium povrchu pomocí skenovací elektronové mikroskopie, dále stanovení kontaktního úhlu a následné stanovení volné povrchové energie. Byly zkoumány také antibakteriální vlastnosti pomocí antibakteriálních testů s využitím bakteriální kultury Staphylococcus epidermidis.
|
|
|
Optická emisní spektroskopie dohasínajícího dusíkového plazmatu se stopovou příměsí kovů
Bocková, Ivana ; Mazánková, Věra (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá optickou emisní spektroskopií dohasínajícího dusíkového plazmatu se stopovou příměsí kovů. Zkoumaným vzorkem zaváděným do nízkoteplotního plazmatu byl zinek a chlorid cíničitý. Jako diagnostická metoda byla zvolena optická emisní spektroskopie, jako jedna z nejjednodušších metod diagnostiky plazmatu. Teoretická část je zaměřena na informace o plazmatu a procesech v něm probíhajících. Rovněž je diskutována problematika dohasínajícího plazmatu a optické emisní spektroskopie. Samotné měření je provedeno v proudícím režimu využívajícího stejnosměrného doutnavého výboje za sníženého tlaku. Intenzity vybraných dusíkových pásů a atomárních čar jsou pozorovány v závislosti na příměsi kovu. Byl navržen jednoduchý mechanismus vysvětlující pozorované závislosti. Jsou ukázány možné mechanismy excitace atomů během dohasínání.
|
|
|
Studium dohasínajícího plazmatu ve směsích N2-H2
Zedníčková, Petra ; Mazánková, Věra (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na optickou emisní spektroskopii dohasínajícího plazmatu vytvářeného ve směsích dusíku s vodíkem. Plazma bylo generováno v proudícím režimu v Pyrexové trubici pomocí stejnosměrného proudu o velikosti 100 mA za tlaku 1 kPa. Optická spektra byla snímána v časech dohasínání do 50 ms ve směsích obsahujících 0 – 92 % vodíku. Objem plynné směsi, a tedy i rychlost proudění plynu trubicí, byly konstantní pro všechny směsi obou plynů. Experimenty byly realizovány za dvou teplot stěny výbojové trubice v okolí bodu snímání spekter – za laboratorní teploty a za teploty kapalného dusíku, v tomto případě byla teplota uvnitř plazmatu přibližně 150 K. Byla identifikována spektra prvního a druhého pozitivního a prvního negativního systému dusíku stejně jako byly pozorovány spektrální čáry atomárního vodíku Balmerovy série. Záření molekulárního vodíku nebylo během dohasínání zjištěno. Mimo to byly ve spektrech nalezeny dva pásy (okolo vlnových délek 690 a 780 nm, které nebyly spolehlivě identifikovány, ale s největší pravděpodobností patří k Hermanovu infračervenému systému dusíku. Intenzity všech spektrálních pásů klesají exponenciálně, případě rychleji než exponenciálně, s časem v dohasínání. Experimentální data ukazují, že dochází k silné nezářivé deexcitaci všech dusíkových zářivý stavů již při přidání několika procent vodíku do reakční směsi. Průběh intenzit vybraných dusíkových pásů během dohasínání, i jejich závislost na koncentraci vodíku je zhruba stejná pro stavy N2(C) a N2+(B), závislosti pro stav N2(B) se od nich odlišují. Záření atomárního vodíku je na koncentraci vodíku v podstatě nezávislé až do koncentrace vodíku okolo 50%, další nárůst koncentrace vodíku zapříčiňuje mírný nárůst intenzit vodíkových čar. Výsledky získané za snížené teploty stěny výbojové trubice jsou obdobné, pouze intenzity všech dusíkových spekter vzrostly zhrub třikrát, v případě vibračních hladin obsazovaných převážně rekombinací atomů pak zhruba pětkrát. Intenzita čára atomárního vodíku H-alfa (656 nm) byla na snížený teploty nejcitlivější, její intenzita vzrostla na desetinásobek během celého dohasínání. V blízké budoucnosti budou získaná experimentální data porovnána s výsledky kinetického modelu procesů probíhajících v dohasínajícím plazmatu. Následně bude možné navrhnout vhodné podmínky pro technologické využití dohasínajícího plazmatu ve směsích dusíku s vodíkem.
|
host ::
RSS.