|
|
Ceramic materials and composites for advanced applications
Mařák, Vojtěch ; Částková, Klára (oponent) ; Michálková,, Monika (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
This thesis focuses on advanced oxide ceramics and particle and laminate composites. The materials studied include bioceramic hydroxyapatite, thermomiotic aluminium tungstate, and lead-free barium titanate-based piezoelectrics. These ceramics suffer from several limitations in their processing and properties, including the use of toxic stabilisers, low densification, susceptibility to cracking, undesirable chemical reactions, and poor mechanical and electrical performance. This work addresses these issues by tailoring individual processing steps and employing novel fabrication and treatment methods to optimise the desired performance of the materials. Plasma treatment of hydroxyapatite powder allowed electrophoretic deposition without toxic stabilisers, resulting in denser and crack-free coatings, as was also showcased on orthopaedic screws. Thermomiotic aluminium tungstate, known for its near-zero coefficient of thermal expansion, was synthesised by optimised co-precipitation to produce a powder with improved sinterability. Rapid pressure-less sintering and spark plasma sintering were used to densify the material to the highest density at the lowest temperature to date. The microstructural evolution of barium titanate piezoceramics was studied using rapid pressure-less sintering and radiation assisted sintering. The gained knowledge was used to sinter barium titanate-based particle composites with reinforcing tougher oxide ceramics. High reactivity between selected materials had a negative influence on the properties of the composites, and one of the reaction products was characterised in greater detail. Laminated composites were prepared by alternating barium titanate-based and dielectric zirconia layers. The high reactivity of piezoelectric materials was inhibited by the sintering strategy. In summary, this dissertation thesis aims to improve the understanding of ceramic material properties and processing techniques, provide insight into performance optimisation, and address critical limitations across diverse applications.
|
|
|
Slinování dielektrických materiálů za studena
Kocman, Lukáš ; Prajzler, Vladimír (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
CSP (Cold Sintering Process – proces studeného slinování) je inovativní výrobní cesta díky dramatickému snížení slinovací teploty a doby zpracování, které vedou ke snížení potřebné energie a nákladů na výrobu. Během tohoto nízkoteplotního procesu se keramický prášek zhutňuje pomocí kapalné fáze za intenzivního uniaxiálního vnějšího tlaku a omezených podmínek ohřevu (typicky pod 400 °C). Titaničitan barnatý BaTiO3 si díky svým vynikajícím dielektrickým, feroelektrickým a piezoelektrickým vlastnostem získal celosvětový zájem vědecké komunity. Je především vhodným kandidátem pro dielektrické keramické materiály pro ukládání energie. Titaničitan barnatý lze připravit různými metodami, kdy syntéza závisí na požadovaných vlastnostech pro konečnou aplikaci. Použitá metoda má významný vliv na strukturu a vlastnosti materiálů. V experimentální části práce byly připraveny vzorky BaTiO3 metodou studeného slinování, přičemž byla zkoumána možnost dopování keramických materiálů během studeného slinování. Dále byly diskutovány různé faktory a vlivy, jako je např. rychlost ohřevu, teplota, doba prodlevy, maximální tlak či slinovací tavidlo, na zhutnění a dielektrické vlastnosti materiálu.
|
|
|
3D tisk keramických materiálů na bázi titaničitanu barnatého s přednostní krystalografickou orientací
Pišťák, Jan ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
V této práci byly připraveny texturované keramiky z titaničitanu barnatého (BTO) s využitím technologie 3D tisku keramických materiálů. Přednostního růstu zrn v polykrystalické keramice bylo dosaženo použitím templátového růstu textury na destičkových částicích. Nejdříve byly pomocí syntézy v taveninách solí a topochemické mikrokonverze připraveny destičkovité částice s přednostní krystalickou orientací ve směru [001]. Následně byla optimalizována fotocitlivá suspenze na bázi akrylátů pro použití s BaTiO3 keramickým práškem. Z těchto suspenzí byly vytisknuty vzorky s různým množstvím destičkovitých částic. S rostoucím množstvím destičkovitých částic v suspenzi rostla celková krystalografická textura slinuté keramiky. Maximální hodnoty Lotgeringova faktoru bylo dosaženo po přidání 5 hm.% destičkových částic (F001= 42 %). Dále bylo zjištěno, že přidáním destičkovitých částic dojde ke zmenšení velikosti zrn slinuté struktury. Zmenšení částic nemělo vliv na porozitu a nezávisle na množství přidaných destičkovitých částic bylo dosaženo relativních hustot v rozmezí 96 % - 98 % teoretické hustoty. V rámci práce byla potvrzena možnost přípravy texturovaných materiálů z titaničitanu barnatého pomocí 3D tisku s využitím templátového růstu zrn.
|
|
|
Návrh zefektivnění technologie obrábění komínové vložky
Kubů, Marek ; Kyncl, Jiří (oponent) ; Sedlák, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce obsahuje představení společnosti P-D Refractories CZ a. s., kde probíhá výroba keramických komínových vložek. Následuje popis a rozbor výrobku z hlediska celého výrobního cyklu, materiálu a dodávaného sortimentu. Na základě zjištěných výsledků stávající výroby je vytvořen návrh na zefektivnění technologie obrábění s ohledem na zvýšení produktivity a snížení zmetkovitosti, což znamená stanovení materiálu nástroje a způsob obrábění. Práce je zakončena technicko-ekonomickým zhodnocením, kde je shrnutí a doporučení navrhované varianty.
|
|
|
Obrábění keramických materiálů frézováním
Rudel, Václav ; Slaný, Martin (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
V diplomové práci je zpracováno rozdělení keramických materiálů, jejich vazby a různé vlastnosti, které keramické materiály definují. Dále je popsán způsob výroby a zpracování keramických materiálů, včetně možností jak obrábět keramické materiály. Následně byl proveden experiment, při kterém byl obráběn vzorek keramiky R-S67K frézováním. Při experimentu bylo měřeno silové zatížení, tyto síly byly nakonec vyhodnoceny.
|
|
| |
|
| |
|
|
Polovodičová keramika pro termoelektrické aplikace
Jebavá, Alžběta ; Koplík, Jan (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je pomocí různých metod syntézy vytvořit vícesložkový systém na bázi Ca-(Mn, Co)-O. Teoretická část práce popisuje keramické materiály, především pro polovodičové aplikace, jejich přípravu a zpracování. Praktická část je zaměřena na syntézu keramického prášku, který je zpracován v porézní a hutnou keramiku, jejíž vlastnosti jsou dále sledovány.
|
|
|
Efektivní obrábění nových konstrukčních keramických materiálů
Jurán, Antonín ; Prokop, Jaroslav (oponent) ; Humár, Anton (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na nové konstrukční keramické materiály z hlediska jejich struktury, vlastností, výroby, rozdělení, použití a možnosti efektivního obrábění. Keramické materiály jsou stále častěji používány i v oblasti konstrukčních aplikací, ve formě kompaktních součástí nebo ve for-mě tenkých povlaků na povrchu kovových dílců. Rychlý rozvoj konstrukčních aplikací vyžaduje, aby se také stejným tempem zlepšovaly obráběcí stroje a nové metody efektivního obrábění těchto materiálů. Cílem je vyrobit součásti požadovaných tvarů, rozměrů a jakosti povrchu za přijatelnou cenu (při přija-telných nákladech). Keramické materiály nám zaručují dlouhou trvanlivost a spolehlivost. V poslední části diplomové práce je vyhodnocení zkoušek brou-šení keramických materiálů z hlediska řezných sil a jakosti povrchu obrobené plochy.
|
|
|
Studie obrábění keramických materiálů broušením
Kresa, Jakub ; Sliwková, Petra (oponent) ; Píška, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na keramické materiály z hlediska jejich rozdělení, vlastností, struktury, výroby a způsobů jejich možného obrábění. První část diplomové práce je věnována rozdělením keramických materiálů, jejich strukturou, vlastnostmi a způsoby výroby. V současné době jsou keramické materiály stále častěji používány v konstrukčních aplikacích, a proto se zabýváme metodami efektivního obrábění keramických materiálů, abychom dosáhli součásti požadovaných tvarů, rozměrů a jakosti povrchu. V poslední části diplomové práce je vyhodnocení zkoušek broušení zvolených keramických materiálů od firmy SEEIF Ceramic, a.s. Vyhodnoceny jsou řezné síly a jakost obrobeného povrchu.
|
host ::
RSS.