|
|
Vliv podmínek mechanického legování na kontaminaci práškových směsí a bulk materiálů
Kubíček, Antonín ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vlivem procesních parametrů na úroveň kontaminace práškových materiálů vyráběných metodou mechanického legování. Pro tyto účely byly pomocí vysoce energetického mletí v mlýnu připravovány austenitická korozivzdorná ocel AISI 316 L a vysoce-entropická slitina (HEA) CoCrFeNi. Přičemž oba tyto materiály byly postupně mlety v atmosférách argonu a dusíku v rozsahu od 5 do 30 hodin. Vybrané práškové vzorky byly následně zhutněny pomocí metody Spark plasma sintering (SPS). U vzorků s různými délkami mletí byla provedena pomocí spalovacích analyzátorů chemická analýza obsahů uhlíku, kyslíku a dusíku. Byly také měřeny rozdíly v chemickém složení práškových vzorků a jim příslušejících hutných („bulk“) těles. Následná mikrostrukturní analýza, zaměřená především na přítomnost oxidů a karbidů, byla provedena s využitím rastrovací elektronové mikroskopie (SEM). U všech analyzovaných vzorků byl pozorován nárůst obsahů uhlíku s délkou jejich mletí. Tato kontaminace je přisuzována použití mlecího vybavení z nástrojové oceli AISI D2 (obsahující 1,55 hm. % uhlíku). Ke zvýšení obsahů uhlíku zkoumaných vzorků došlo také v rámci jejich slinutí pomocí metody SPS. Mletí v atmosféře N2 vedlo u vzorků HEA i AISI 316 L k vyšší úrovni kontaminace než v případě mletí v Ar.
|
|
|
An investigation of novel electroceramic structures for new sensor applications
Nan, Bo ; Liedermann, Karel (oponent) ; Milne, Steven (oponent) ; Button, Timothy William (vedoucí práce)
Piezoelectric ceramics are widely used in many applications and industries, but the traditional materials usually contain lead, which can undermine the environment and do harm to children. Most countries have therefore established laws or timetables to gradually minimize the consumption of lead, and research on lead-free compositions to substitute the lead-based counterparts has become a hot topic in recent years. However, investigations on transforming the innovative lead-free ceramics to their application are seldomly reported. In this thesis, one of the promising candidates in piezoelectric lead-free ceramics, (Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3, has been chosen to investigate methods for decreasing its high sintering temperature by doping with lithium carbonate and synthesizing the powder by a sol-gel technique, in comparison with conventional powder synthesised by solid-state routes. Samples fabricated from sol-gel powder doped with 0.5 wt.% lithium carbonate and sintered at 1300°C for 2 hours exhibited d33 = 447 ± 9 pC N–1, Curie temperature 98.7 °C and grain size 7.0 ± 0.3 µm. Another important issue for the application of lead-free piezoelectric ceramic is its fabrication in various connectivities. By utilizing tape-casting and additive manufacturing techniques, piezoelectric ceramic has been processed into three different connectivities, namely 2-2, 3-3 and 1-3, to bridge the gap between materials science and materials engineering. Oil-based and water-based suspensions have been utilized for tape-casting in two steps and in one step, respectively. For oil-based tape-casting, carbon suspensions with a solids loading of 25 wt.% and BCZT suspensions with a solids loading of 65 wt.% have been developed for preparing crack-free green films. The problem of powder hydrolysis in aqueous suspensions has been solved by surface treating the powder with Al(H2PO4)3 enabling crack-free films to be tape cast in one step. Films sintered at 1500 C exhibited relative dielectric constant of 1207, dielectric loss of 0.018 at 1 kHz, remanent polarization of 7.54 µC/cm2 and coercive field (Ec) of 0.23 kV/mm at 3 kV/mm. To achieve 3-3 and 1-3 connectivities, a free-forming direct ink writing method has been applied in shaping BCZT. An ink formulation containing a solids loading of 41.6 vol.% BCZT with the processing additives (HPMC ~ 2.4 % and PEI ~ 0.03 %) endowed the feedstock with a viscoelastic behaviour, which was suitable for the printing process. 3-3 samples sintered at 1500 C exhibited the highest dielectric and piezoelectric properties, with Curie point = 86 C, tan = 0.021, remanent polarization = 4.56 µC/cm2, and d33 = 100 ± 4 pC/N. 1-3 samples sintered at 1500 C and infiltrated by epoxy exhibited a dielectric constant of 144 and dielectric loss of 0.035 at 1 kHz. This work has demonstrated the shaping of lead-free piezoelectric ceramics with excellent properties into complex device structures in a step towards their use in applications.
|
|
|
Návrh detektoru sekundárních elektronů pro ultravakuový elektronový mikroskop
Skladaný, Roman ; Zigo, Juraj (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
V této diplomové práci je představen konstrukční návrh tubusového detektoru sekundárních elektronů (SE). Jedná se o ultravakuově kompatibilní scintilační vláknový detektor určený pro použití v ultravakuovém rastrovacím elektronovém mikroskopu (UHV SEM). Navržený tubusový detektor SE byl po překonání vývojových výzev vyroben, otestován a je plně funkční. První část této práce se zabývá teoretickým základem potřebným pro pochopení principů funkce aparatury UHV SEM a způsobům detekce SE. V druhé části je popsán konstrukční návrh tubusového detektoru SE. Následuje poslední část, ve které je ověřována funkčnost navrženého detektoru. Byla otestována efektivita světelného odstínění detektoru a změřena kvantová detekční účinnost detektoru. Nakonec byly vyhodnoceny a porovnány obrázky vytvořené navrženým tubusovým detektorem a komorovým detektorem SE.
|
|
|
Vliv pracovních podmínek v ESEM na výsledky EDS
Pospíchal, David ; Čech, Ondřej (oponent) ; Čudek, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá energiově disperzní spektroskopií a detekcí charakteristického rentgenového záření v oblasti environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Cílem semestrální práce je porovnat výsledky prvkové mikroanalýzy vzorku při optimálních podmínkách a sledovat změny výsledků při změně pracovních podmínek, resp. tlaku dusíku a vodních par v komoře vzorku rastrovacího elektronového mikroskopu Vega3 XMU s LaB6 katodou firmy TESCAN, a.s osazeného spektroskopem Xflash 6|10 firmy Bruker.
|
|
|
Analýza bateriových hmot metodami EDS
Vídeňský, Ondřej ; Jaššo, Kamil (oponent) ; Čudek, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou bateriových hmot za použití rentgenové spektrální mikroanalýzy. Měření probíhalo na dvou elektronových rastrovacích mikroskopech vybavenými energiově disperzními rentgenovými spektroskopy. Pro pozorování byly standardní metodou připraveny vhodné vzorky, na kterých byla následně provedena rentgenová mikroanalýza za různých pracovních podmínek. Vyhodnocování spekter bylo prováděno dvěma programy, a nakonec bylo pro každé měření sledována velikost chyb.
|
|
|
Electrical properties of nanoscale heterojunctions formed between GaN and ZnO nanorods
Tiagulskyi, Stanislav ; Yatskiv, Roman ; Grym, Jan ; Schenk, Antonín ; Roesel, David ; Vaniš, Jan ; Hamplová, Marie
Vertical periodic arrays of ZnO nanorods are prepared by hydrothermal growth on GaN templates patterned by focused ion beam. Electro-physical properties of a single vertically-oriented ZnO nanorod are investigated by measuring the current-voltage characteristics using a nanoprobe in a scanning electron microscope. This technique enables to observe the surface morphology of ZnO nanorods simultaneously with their electrical characterization in vacuum. The vacuum chamber rejects the impact of gas adsorption and light irradiation, which both affect the properties of ZnO nanorods. Moreover, mechanical damage and strain induced during the nanorod transfer are eliminated. Nonlinear current-voltage characteristics under the forward bias are explained by the tunneling-recombination process and by the space charge limited current. The high reverse bias current in the p-n heterojunction is attributed to direct tunneling via a narrow tunnel barrier
|
|
|
Kompenzace teplotního driftu při analýze nanostruktur
Hakira, Stanli ; Páleníček, Michal (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
Ve spolupráci mezi firmou Tescan a Ústavem fyzikálního inženýrství fakulty Strojního inženýrství je vyvíjena ultravakuová aparatura pro experimenty v nanotechnologii. Komora je navržena na přípravu, modifikaci a analýzu nanostruktur. Pro komoru byl vyroben držák na vzorky umožňující zahřívání a chlazení vzorku. Na komoře je instalován skenovací elektronový mikroskop sloužící k analytickým a výrobním technikám. V průběhu zahřívaní při dochází k posunu obrazu vzorku vzhledem k tubusu SEMu, což zprůsobuje drift obrazu. Tato bakalářská práce navrhuje kompenzaci teplotního driftu pomocí algoritmu sledujicího polohu pužitím obrazové registrace založené na Fourierově transformaci. Byla navržena a implementována aplikace doplňující ovládací software SEMu, která byla prakticky otestována.
|
|
|
Optimalizace UHV SEM pro studium nanostruktur v širokém rozsahu teplot
Axman, Tomáš ; Zigo,, Juraj (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá optimalizací ultravakuového elektronového mikroskopu – UHV SEM, který je vyvíjen v rámci projektu Amispec ve spolupráci VUT, ÚPT AV ČR a firmy Tescan Brno, s.r.o. Teoretická část se zabývá popisem současného stavu vyvíjeného zařízení a rešerší konkurenčních systémů. Další část popisuje optimalizaci nosiče vzorku a receptoru paletek pro studium nanostruktur v širokém rozsahu teplot. Součástí optimalizace je i vývoj safírové tepelné diody a experimentální ověření funkčnosti navržených součástí. Následuje ověření funkčnosti celého zakládacího systému transportu vzorků do oblasti s UHV, depozice pomocí efuzní cely a pozorování in situ.
|
|
|
Využití odběrových filtrů z atmosférické stanice Křešín pro další analýzu
Vítková, Gabriela ; Kahoun, D. ; Strnadová, G. ; Hanuš, Vlastimil ; Petrov, M. ; Tříska, Jan ; Holoubek, Ivan
Atmosférická stanice Křešín u Pacova slouží jako monitorovací bod výskytu a dálkového přenosu skleníkových plynů, vybraných atmosférických polutantů a základních meteorologických charakteristik. Stanovení koncentrace skleníkových plynů (CO2, CH4, N2O, CO) se provádí ve vzduchu kontinuálně vzorkovaném ve výškách 10, 50, 125 a 250 m. Samotná analýza probíhá u paty vysokého stožáru, kam je vzduch veden pomocí trubic z materiálu Synflex 1300. Vzorkovací linky a jednotlivé analyzátory jsou před mechanickým znečištěním chráněny vstupními filtry, které jsou měněny v pravidelných intervalech v rámci rutinní údržby zařízení, nebo dříve, dojde-li k jejich neočekávanému ucpání. Analýza těchto filtrů může poskytnout další informace o prostředí v okolí stanice. Jedná se o nerezové filtry (Swagelog „T“ filtr) s porozitou 40 μm. Před nimi je předsazena odběrová hlava sloužící k ochraně před hrubými nečistotami a kapkami vody. Objemový průtok prosávaného vzduchu činí cca 15 l/min, interval výměny je obvykle 3 měsíce. Potřeba výměny těchto filtrů se v posledních měsících zvýšila, neboť průtok na vzorkovacích linkách poklesl. Vyvstává otázka, jak dlouho filtry zůstávají plně průchozí a jak dobře slouží svému účelu, aniž by zatěžovaly vzorkovací systém a snižovaly kvalitu měření. K odpovědi na tuto otázku by mohly být nápomocny výsledky analýz polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs) prováděné na filtrech na Ústavu chemie a biochemie Přírodovědecké fakulty Jihočeské Univerzity a také snímky ze skenovacího elektronového mikroskopu (SEM). Na základě předběžných výsledků zde navrhujeme rozsáhlejší studii pro využití tohoto odpadního materiálu k analýze pevných částic z ovzduší v okolí AS Křešín u Pacova a optimalizaci postupů QA/QC vzorkovacího systému analyzátorů skleníkových plynů.
|
|
|
Preparing of the Chameleon coating by the Ion Jet Deposition method
Skocdopole, J. ; Aversa, L. ; Golan, Martin ; Schenk, A. ; Baldi, G. ; Kratochvílová, Irena ; Kalvoda, L. ; Nozar, P.
Preparation of chameleon coatings using an Ionized Jet Deposition (IJD) technique is reported in the present paper. IJD is a new flexible method for thin film deposition developed by Noivion, Srl. The chameleon coatings are thin films characterised by a distinct change of their tribological properties according to the external conditions. The deposited films of SiC and TiN materials were examined by the Raman spectroscopy, SEM and XPS. The results of the Raman spectroscopy have proved an amorphous structure of SiC films. The data from XPS on TiN films have shown that the\nfilms are heavily oxidized, but also prove that the films are composed of TiN and pure Ti. The SEM provided information about the size of grains and particles constituting the deposited films, which is important for tribological properties of the films. Deposition of the chameleon coating is very complex problem and IJD could be ideal method for preparation of this coating.\n
|
host ::
RSS.