|
|
Nanoscale AFM and TEM observations of elementary dislocation mechanisms
Veselý, Jozef ; Cieslar, Miroslav (vedoucí práce) ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Novák, Pavel (oponent)
Monokrystaly železa s 20, 28 a 40 at. % hliníku byly deformovány v tlaku při pokojové teplotě. Dvě posledně zmíněné slitiny byly také deformovány při teplotách v oblasti anomálie meze kluzu. Deformace za pokojové teploty probíhaly v mikroskopu atomárních sil (AFM) a vývoj povrchu byl průběžně zaznamenáván. Povrch vzorků deformovaných při zvýšené teplotě byl v AFM prozkoumán po deformaci. Dislokace v deformovaných vzorcích byly dále pozorovány v transmisním elektronovém mikroskopu (TEM). Pozorování povrchu (AFM) a vnitřku (TEM) materiálů byla porovnána. Výsledky získané oběma technikami vzájemně souhlasí a podporují interpretaci pozorovaných jevů. Bylo vyvinuto několik originálních analytických metod. Zajímavá je stereografická rekonstrukce. Byla použita na popis dislokačních struktur a orientací částic karbidu. Byl také vytvořen model popisující distribuci orientací těchto částic. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Physical properties of ultrafine-grained magnesium based alloys prepared by various severe plastic deformation techniques
Stráská, Jitka ; Janeček, Miloš (vedoucí práce) ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Kalvoda, Ladislav (oponent)
Název práce: Fyzikální vlastnosti jemnozrnných hořčíkových slitin připravených různými technologiemi Autor: Jitka Stráská Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Miloš Janeček, CSc. Abstrakt: Tato disertační práce je zaměřena na komplexní studium ultra-jemnozrnné hořčíkové slitiny AZ31 připravené dvěma různými metodami intenzivní plastické deformace: extruzí následovanou protlačováním lomeným kanálem (EX-ECAP) a torzí za vysokého tlaku (HPT). V úvodní části práce jsou detailně rozebrány různé metody intenzivní plastické deformace. V navazující části jsou shrnuty výsledky experimentů. Použitím širokého spektra experimentálních technik byla charakterizována především mikrostruktura, mechanické vlastnosti a struktura mřížových poruch materiálu. Byla zkoumána i strukturní stabilita ultra- jemnozrnné mikrostruktury za zvýšených teplot a za použití rovnic pro růst zrn a Arrheniovy rovnice byly spočteny aktivační energie pro růst zrn pro různé teplotní obory. Měřením hustoty dislokací byl nalezen teplotní interval zotavování a následného růstu zrn. Výsledky měření velikosti růstu zrn byly navíc použity pro ověření Hall-Petchovy rovnice. V poslední části práce je diskutována efektivita dvou zkoumaných metod intenzivní plastické deformace především pro zjemnění zrna. HPT se...
|
|
| |
|
|
Studium funkčních vlastností tenkých vláken NiTi pro aplikace v smart strukturách a textiliích
Pilch, Jan ; Dlouhý, Antonín (oponent) ; Heczko,, Oleg (oponent) ; Pokluda, Jaroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce je z oboru technických aplikací kovových slitin s tvarovou pamětí, jejichž jedinečné vlastnosti jsou odvozené od martenzitické fázové transformace. Konkrétně se jedná o vývoj nekonvenční metody konečné termomechanické úpravy funkčních vlastností a tvaru tenkých vláken NiTi Jouleovským ohřevem a s tím spojený základní výzkum zahrnující především termomechanické zkoušky a modelování funkčních vlastností vláken, studium martenzitických fázových transformací a deformačních procesů ve slitině NiTi a studium zotavovacích a rekrystalizační procesů v kovech při velmi rychlém ohřevu ultrakrátkými pulzy řízeného elektrického výkonu. Metoda byla v rámci práce vyvinuta a nazvána FTMT-EC. Ve srovnání s konvenčním ohřevem kovového vlákna v peci, umožňuje přesné řízení nárůstu teploty a tahového napětí v rychle ohřívaném vláknu (rychlosti ohřevu ~50 000 °C/s). Pomocí metody je možné přesně řídit velmi rychlé procesy zotavení a rekrystalizace ve vlákně a přesně nastavit požadovanou mikrostrukturu s velikostí zrna nanometrických rozměrů a od ní odvozené funkční vlastnosti vláken. Byl sestrojen prototyp zařízení pro využití metody ke kontinuální úpravě vlastností vláken SMA elektrickým proudem při převíjení z cívky na cívku. Proti v současnosti využívané konvenční úpravě vláken v odporové peci je tato úprava výrazně rychlejší, efektivnější a umožňuje připravit vlákna se zcela novými vlastnostmi. Na ochranu autorských práv k metodě byla podána mezinárodní patentová přihláška. V současnosti je metoda využívána ve výzkumu funkčních textilních materiálů pro aplikace v medicíně.
|
|
|
Processing of Nb-containing TiAl intermetallics and its Physical and Chemical Aspects
Barták, Tomáš ; Dlouhý, Ivo (oponent) ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
Presented study investigates vacuum induction re-melting of Ti-46Al-7Nb (at%) intermetallic alloy in refractory crucible based on Y2O3. A series of re-melting experiments was performed at melting temperatures 1630, 1680 and 1730 C and three ranges of melting times (5, 15 and 30 minutes). Metallographic cross-sections for each experiment were prepared to obtain the data of microstructure and phase composition evaluation using SEM and EDS. A quantitative assessment of microstructure was based on an Adaptive Contrast Control (ACC) software used to estimate a volume fraction of ceramic phase in the melt. Oxygen content in the solidified met was analyzed using Inert Gas Fusion (IGF) method. Thermodynamic calculations of possible reactions are presented regarding the activity of the individual elements of intermetallic and refractory crucible. Data presented in this work based on experimental results and thermodynamic calculation could be used like guide for further melting and optimization of the TiAlNb melting process.
|
|
|
Processing and Martensitic Transformations of NiTi-based Alloys
Kuběnová, Monika ; Kroupa, Aleš (oponent) ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
The thesis aims at: (i) an assessment of alloy contamination which may result from vacuum induction melting of Ni-rich NiTi-based shape memory alloys in conventional porous Y2O3 crucibles. (ii) an optimization of NiTi melting conditions with respect to the alloy purity and cost efficiency. (iii) an obtaining new differential scanning calorimetry (DSC) and 3D atom probe (AP) data on martensitic transformations and related hydrogen distributions in the Ni-rich NiTi shape memory alloys subjected to heat treatments under controlled environments with systematic variation of the hydrogen partial pressure. The following experiments were carried out: – Five different melting routes were designed and carried out in order to decrease melting temperature. – Five re-melting experiments were performed at 1500 °C with holding time 2, 10 and 20 min, and at 1550 °C and 1450 °C with 20 min holding time to examine the effect of temperature and holding time on oxygen content. – Ni-rich NiTi alloys were heat treated in Regime I (annealing) and in Regime II (annealing and aging) in either hydrogen or hydrogen-helium mixture (H2 partial pressure 20, 100, 500 and 700 mbar). Reference experiment were also performed in a pure helium atmosphere. It was found that designed melting routes lead to the lowering of maximum temperature during the induction melting cycles from 1800 to 1400 °C. Despite this significant maximum temperature drop, oxygen content of the final solidified alloy does not markedly reduce. During re-melting at 1500 °C with 2 min of holding time, the content of oxygen becomes triple the initial oxygen level and does not too differ from the re-melting experiments carried out at the same melting temperature but with 10 min of holding time. Furthermore, the oxygen content increases about fourfold with respect to the initial oxygen level during re-melting for 20 min at 1450 °C. This contamination level does not vary markedly with further rise of the melting temperature by 100 °C. Heat treatments in the controlled gaseous environments revealed that the one-step B2-B19’ martensitic transformation ceases with the increasing partial pressure of hydrogen. A pronounced drop in the DSC peak heights occurs at the hydrogen partial pressure exceeding 100 mbar. 3D AP measurements showed that there are no local variations in the Ni and Ti compositions in the sample after the Regime I heat treatment in hydrogen. Hydrogen was found to form stable interstitial solid solution in B2 NiTi. The distribution of hydrogen atoms is inhomogeneous; they organize into nano-domains with the hydrogen content exceeding locally a level of 10 at%.
|
|
|
Hodnocení homogenity ingotů slitiny Ni-Ti metodou DSC
Kuběnová, Monika ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Dlouhý, Antonín (vedoucí práce)
Sliitny NiTi o blízkém ekviatomárním složení niklu a titianu patří do skupiny materiálů, které vykazují tvarovou paměť. Slitiny NiTi jsou velmi atraktivní funkční materiály a to nejen diky své tvarové paměti s vysokou pevností, houževnatostí, ale i svými unikátními fyzikálními vlastnostmi. Výroba těchto slitin je velmi obtížná. Striktním požadavkem na výrobu těchto slitin je dodržení chemického složení, které spolu s tepleně-mechanickými úpravami výrazně ovlivňují výsledné vlastnosti slitiny. Tato práce je zaměřena na hodnocení homogenity ingotu slitiny NiTi o nominálním složení 50,8 at.% Ni, který byl připraven vakuovým indukčním tavením v Y203 kelímku. Hodnocení homogenity se opírá zajména o metodu DSC. V práci jsou korelovány DSC výsledky s mikrostrukturou slitiny, která byla analyzována metodmami SEM a TEM.
|
|
|
Book of Abstracts: 17th International Conference on the Strength of Materials
Dlouhý, Antonín ; Kunz, Ludvík
The Book of Abstracts covers twelve exciting scientific topics addressed by the International Conference on the Strength of Materials 17 (ICSMA 17). Eight excellent plenary speakers were selected based on the discussion and vote within the International Committee of ICSMA. The topics include not only traditional areas like cyclic or high temperature deformation and scale-bridging modeling but also still growing subjects of nano-micro scale experiments and the strength of biological systems. Moreover, the Local Organizing Committee, in cooperation with the Department of Materials Physics, Charles University in Prague, has decided to highlight the 80th anniversary of Prof. Pavel Lukáč, a brilliant international teacher and scientist. The thirteenth topic of the ICSMA 17 is thus dedicated to honour his contribution to materials research. Altogether, the Book presents 376 abstracts evenly distributed among the individual research areas that entered the scope of the conference.
|
|
|
INFLUENCE OF MELTING TEMPERATURE AND TIME ON THE OXYGEN CONTENT IN TiAlNb ALLOYS
Barták, Tomáš ; Zemčík, L. ; Dlouhý, Antonín
The present study investigates a cost-effective melting of TiAlNb intermetallics in a stable yttrium oxide refractory. We identify mechanisms that mainly contribute to the oxygen pick-up during melting. Systematic microstructural and chemical analysis provided evidence that erosion and dissolution of crucible wall are key factors of the process. Experiments were performed using two Ti46Al7Nb alloys with a different initial content of oxygen. The alloys were re-melted in vacuum induction furnace inside U-shaped yttria crucibles. The experiments involved three different temperatures in combination with melting times spanning from 300 to 1800 s. The oxygen content of re-melted and solidified alloys was assessed by means of inert gas fusion technique. Results of the chemical analysis provided clear evidence that the stability of the refractory wall in contact with the molten alloy and its rate of dissolution depend mainly on melting temperature. These results are further supported by microstructural observations that confirmed ever growing content of ceramic phases in the solidified intermetallic with increasing temperature of the melt. The work also contributed to the improved experimental methodology, in particular to temperature measurements of reactive melts.
|
|
|
METALLURGY AND PROPERTIES OF ADVANCED NiAl-Mo EUTECTICS
Barták, Tomáš ; Kuchařová, Květa ; Záležák, Tomáš ; Dlouhý, Antonín
A NiAl-Mo eutectic alloy was melt from 99,99% purity components and cast by the drop casting technique. The drop-cast ternary alloy (nominal composition of Ni-45Al-9Mo at. %), was re-melted and directionally solidified using a high temperature optical floating zone furnace. A resulting in-situ composite consists of Ni-45,2Al matrix and Mo-10Al-4Ni fibers, all in at. %. The volume fraction of 14% Mo-fibers stems from the eutectic composition. Backscatter diffraction shows that the NiAl-matrix and the Mo-fibers are both < 001 >-oriented with respect to the axis of the cylindrical rods. Preliminary creep experiments confirmed an immense improvement of high temperature strength due to the fine distribution of Mo-fibres. The amount of strengthening in terms of minimum creep rate can be as high as 7 orders of magnitude. Post-mortem transmission electron microscopy experiments provided evidence that creep in the temperature range of 800 - 900 degrees C results in an extensive formation of subgrain boundaries. The strengthening effect is very likely associated with the reactions between subgrain boundaries and fine Mo-fibres.
|
host ::
RSS.