Original title: Mechanická odezva při dynamickém zatěžování vrstev připravených technologií cold spray
Translated title: Mechanical response during dynamic loading of layers prepared by cold spray technology
Authors: Šprincl, Jan ; Válka, Libor (referee) ; Řehořek, Lukáš (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Cold spray je relativně novodobá technologie spadající do kategorie aditivní. Jedná se o povlakovací metodu, která nezpůsobuje natavení vstupního materiálu. To přináší mnoho výhod, mezi které patří zejména minimalizace ovlivnění výchozí struktury, absence vzniku tepelně ovlivněné oblasti anebo nemožnost vzájemné kombinace různých druhů materiálů. Tato práce se zabývá zejména depozicí titanového prášku Ti6Al4V, spolu s dalšími pro doplnění nebo modifikaci nástřiku, zlepšení jeho efektivity a zvýšení mechanických vlastností. Pro vyhodnocení vlastností byly použity balistické zkoušky, test tříbodovým ohybem, indentační metody, optická analýza pomocí světelné i elektronové mikroskopie, rentgenová difrakce, diferenciální skenovací kalorimetrie a ovlivnění struktury tepelným zpracováním. Tepelným zpracováním došlo k vytvoření zcela nových fází struktury, které měly za následek značný nárůst tvrdosti povlaku spolu se snížením jeho porozity. Došlo ke vzniku vysoce tvrdých fází na bázi TiC a Ti5Si3 v houževnaté matrici tvořené různým poměrem Ni-Ti a přidružených prvků – V, Al, Si. Závěrem jsou pak popsány návrhy pro případný budoucí vývoj tohoto materiálu. Jsou položeny předpoklady pro konkrétní zlepšení v oblasti jednotlivých metod a postupů použitých v této práci s ohledem na velmi perspektivní výhled do budoucna tohoto materiálu a jeho případné implementaci v reálné balistické ochraně, typicky ve vojenském průmyslu. Cold spray is a relatively modern technology that falls into the additive category. It is a coating method that doesn´t cause the input material to melt. This brings many advantages, including the minimization of changes to the original structure, the absence of a heat-affected zone, and the possibility of combining different types of materials. This work mainly focuses on the deposition of Ti6Al4V titanium powder, along with other materials to supplement or modify the spray, improve its efficiency, and enhance its mechanical properties. Ballistic tests, three-point bending tests, indentation methods, optical analysis using light and electron microscopy, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, and the influence of thermal treatment on the structure were used to evaluate the properties. Thermal treatment led to the formation of completely new phases in the structure, resulting in a significant increase in the coating's hardness along with a reduction in its porosity. Highly hard phases based on TiC and Ti5Si3 were formed in a tough matrix composed of varying ratios of Ni-Ti and associated elements – V, Al, Si. Finally, proposals for potential future development of this material are described. Preconditions for specific improvements in the methods and procedures used in this work are laid out, with a very promising outlook for the future of this material and its potential implementation in real ballistic protection, typically in the military industry.
Keywords: additive technology; ballistic protection; coatings; Cold spray; deposition method; Ti6Al4V; aditivní technologie; balistická ochrana; Cold spray; depoziční metoda; povlaky; Ti6Al4V

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/247729

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-619841


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses