|
|
Synthesis of ferroelectric and dielectric ceramic composite materials
Čípová, Eva ; Salamon, David (referee) ; Částková, Klára (advisor)
The topic of the thesis is preparation of ferroelectric and dielectric composite materials, particularly the work deals with the preparation of barium strontium titanate. In the theoretical part the possibilities of BST synthesis and its processing are described. The experimental part deals with precipitation synthesis of barium strontium titanate. Prepared powders were characterized in terms of morphology and phase composition. Further, pressureless sintering and hot isostatic pressing (HIP) were used for preparation of dense ceramics. Pure BST powders, that were formed and sintered, were prepared by sol-gel precipitation synthesis. The highest density was reached by slow sintering cycle (slow increase of temperature and delay during sintering) and sintering by HIP.
|
|
| |
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Influence of plasma activation of ceramic particles on ceramic technology and properties
Klevetová, Tereza ; Ráheľ,, Jozef (referee) ; Pouchlý, Václav (advisor)
This thesis is focused on the study of the influence of plasma activation of powder ceramic materials on sintered microstructure. In this experiment Diffuse Coplanar Surface Barrier Discharge (DSCBD) device was used for plasma treatment and two materials were chosen to be investigated – Al2O3 (TAI) and ZrO2 doped with 3 mol % Y2O3 (TZ). Two methods of powders dispergation in suspension were used – ultrasound and ball milling. The effect of using of DCSBD on alumina and zirconia powders was investigated by mercury intrusion porosimetry, dilatometry and by evaluation of final relative densities and grain sizes. Generally, was investigated that plasma surface activation of ceramic particles has measurable influence on the final microstructure. In comparison with the non-plasma treated alumina powders, plasma activated powders disperged with ultrasound and ball milling achieved lower values of grain size at comparable relative densities. In case of zirconia powders was observed that plasma treated powders achieve higher relative densities, if ultrasound was used. On the other hand, plasma treated zirconia powders disperged with ball milling achieve lower relative densities compared with non-plasma treated zirconia powders. Final sintering trajectory of plasma treated TZ powders disperged with ultrasound is comparable to the sintering trajectory of non-plasma treated zirconia powders disperged with ball milling and vice versa. Plasma surface treatment is the way of more ecological friendly preparation of suspension and its stabilization than the conventional stabilization methods using chemical additives.
|
|
|
Unconventional preparation technology of bulk material from Mg
Horálek, Matyáš ; Hasoňová, Michaela (referee) ; Březina, Matěj (advisor)
Topic of the bachelor's thesis is the procedure of preparation and processing of bulk magnesium powder by unconventional technologies. Bulk materials were evaluated from the point of porosity, microstructure and physically-mechanical properties in correlation with changes of parameters during preparation. Furthemore the influence of chosen processing parameters of electron beam was evaluated from structural properties and depth of the affected material. The outcome of this work is focused on study and optimalization of parameters during preparation and processing of bulk material.
|
|
|
Materials Used for Cutting Tools for Metal Machining
Tomek, Lukáš ; Fiala, Zdeněk (referee) ; Kalivoda, Milan (advisor)
This thesis deals with cutting materials used for the production of inserts and tools for ma-chining. The aim of this thesis is to describe the various materials used in machining, their basic characteristics, composition and production. The work also includes a description of profiles of leading world producers of cutting tools. On the example of the designed shaft is made application of turning tools needed for its machining and short description of its production with a graphic demonstration. The final part is devoted to the evaluation of the turning in terms of used resources depending on the cost,productiontime and subsequent recycling of end-of-life instruments.
|
|
|
Advanced ceramics for tissue engineering
Vojtíšek, Jan ; Koplík, Jan (referee) ; Bartoníčková, Eva (advisor)
This bachelor´s thesis deals issues of ceramics materials suitable for tissue engineering. An artificial substitute for human tissue can be divided to several generations. This include inert, bioactive and bioresobable materials. Resorbable substitutions are prepared from materials, which could substitute host tissue, for example hydroxyapatite. HA can be prepared in different ways (dry and wet way). To better application in medicine, ceramics foams prepared by in situ foaming or replication technique are using. Experimental part of this paper deals preparing of hydroxyapatite powder and process optimization. Samples was characterized by IR and Raman spectrometry, XRD analysis and particle size was studied by SEM. Ceramics foams was prepared by in situ foaming from Al2O3, HA and composites (in ratio 50 – 50, 75 – 25, 90 – 10). Porosity was evaluated by stereomicroscope, density and level of sintering was studied by SEM microscopy.
|
|
| |
|
|
Catalytic behaviour of ceramic catalytic materials
Schlosser, Radek ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
In this bachelor’s thesis the methods of preparation of ceramic perovskite-like membranes for heterogenous catalysis and reformation reactions of carbohydrates were studied. The syntetic La-Ca-Fe-Ti-O type and commercial La-Ca-Fe-Co-O type powders were used. The properties such as phase purity, specific surface area and morphology of used powders were determined. Technology of processing included powder uniaxial pressing, membrane sintering and polishing their surface. Conditions for uniaxial pressing were optimized. The dependence of grain size and amount of titanium was determined.
|
guest ::
