|
|
Photocatalytic Decomposition of Wastewater from the Production of Explosives
Brom, Petr ; Brožek, Vlastimil ; Březina, Václav ; Hlína, Michal ; Mastný, L. ; Novák, M.
Water stabilized plasma generator WSP® H-500, operating on the principle of Gerdien arc was used for the photocatalytic decomposition of furazan- and picraminate-based explosives. The generator emits intensive radiation in the range of 300-660 nm, which allows not only to activate photocatalysts based on TiO2, but also other semiconductor oxides with a narrower band gap, such as tungsten oxide. The photocatalytic decomposition of sewage and slurries containing the potassium salt of 4-hydroxy-4,6-dihydro-5,7- dinitrobenzofurazane-3-oxide (KDNBF) or sodium picraminate (NaC6H4N3O5) was performed using the anatase paste and newly developed photocatalyst produced by the company Precheza a.s. The photocatalytic reactor was built using a quartz tube coil with an internal volume of 650 ml, with a nominal size of the irradiated area of 7.5 dm2 (value reduced by the area of the gaps between coil turns) to enable the flow the processing solution or suspension of up to 10 l / min. The centre of the coil is exposed to the plasma jet with the intensity\nof 80 kW; of which 15 kW is transformed into the light radiation. 11% of the radiation output was used for the presented experiments. The time of exposition was 45 mins and 20 l of solution were treated. In the case of KDNBF, 90% of the compound was decomposed. Moreover, 100% of sodium picraminate were decomposed after 15 minutes into low-molecular inorganic compounds. Advantage of the assembly is the ability to treat highly dangerous chemical compounds in a closed cycle and test selective catalyst
|
|
|
Black Chromia Plating for the Solar Radiation Absorbers
Brožek, Vlastimil ; Březina, Václav ; Brom, Petr ; Kubatík, Tomáš František ; Vilémová, Monika ; Mastný, L. ; Novák, M.
Black chromia layers were produced on copper, zirconium and aluminium substrates. These layers are aimed to serve as solar collectors. Efficiency of the layers during UV-VIS, UV radiation and WSP® plasma torch radiation is described. The chromia layers were prepared by a new procedure, i.e. deposition of ammonium dichromate solution using plasma torch or so called Liquid Precursor Plasma Spraying (LPPS). Solution of ammonium dichromate is fed into plasma stream, where dissociation takes place under temperatures of 4000 K – 25000 K. Up to nanometric oxide particles can be produced; the resulting size is dependent on solution concentration and feeding nozzle diameter. The particles impact on substrate and form coating. Using 2 wt.% to 5 wt.% solution of ammonium dichromate and feeding nozzle of 0.2 mm in diameter is the size of produced chromia particles about 6 µm which results in formation of 2 µm to 3 µm thick coating, i.e. according to the theory an optimal thickness 2.5 um for absorption layers, necessary condition for formation energy traps for IR radiation emitters up to 100°C. Moreover, black chromia coating is a suitable corrosion barrier of metallic substrates. \n\n
|
|
|
Boronized stainless steel with zirconia coatings
Brožek, Vlastimil ; Kolísko, J. ; Kubatík, Tomáš František ; Mastný, L. ; Pokorný, P. ; Tej, P.
Conditions of boronizing are described using a reactive diffusion method of boron from boron carbide and lanthanum hexaboride so that the formation of Fe2B is preferred to FeB which is more brittle and whose structure does not satisfy the conditions for perfect adhesion of modified zirconia ceramics. Perfectly rigid adhesive connection of needle-like embedded interlayers Fe2B in steel AISI 303 prepared by reactive diffusion of a boronizing medium without activators at 1000 ° C and exposure of 2-4 hours has the value of 20 - 24 MPa at the Pinn-off test.Ceramic coatings from Al2O3-ZrO2 ceramics formed on those interlayers have the value of bond strength up to 14 - 20 MPa.Thermal cycling between 100°C - 600 °C confirmed good adhesion of coatings with the underlying steel.During thermal cycling at elevated temperatures (600-1000 °C) there occurs a statistically significant number of faults in cohesion and mechanical destruction of the coatings. One of the reasons are secondary changes
|
|
|
Chemical aspects of antiballistic cermets preparation
Brožek, Vlastimil ; Kubatík, Tomáš František ; Chráska, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Janata, Marek ; Mastný, L.
The paper aims to demonstrate the possibilities of metal-ceramic material deposition on different types of metal or ceramic substrates using plasma deposition. A number of self-supporting components and the preparation of metal-braced composites are described and the results of plasma depositions of two particular extremely hard ceramic materials, boride and nitride of titanium are presented. The plasma deposition of these material is performed in technological conditions which prevent undesirable high-temperature oxidation. The paper describes deposition conditions that may lead to materials suited to create anti-ballistic protection and complicated shapes or improve parameters of surface layers of present anti-ballistic ceramics.
|
|
|
Silicon carbide for chemical application prepared by SPS method
Brožek, Vlastimil ; Kubatík, Tomáš František ; Vilémová, Monika ; Mušálek, Radek ; Mastný, L.
Silicon carbide discovered more than 121 years ago has a wide usage in the mechanical engineering industry as well as in electrical engineering.It is an excellent abrasive medium as well as a construction material with high resistance to mechanical and chemical deterioration.Under standard condition, silicon carbide has no melting point (decomposes at 2700 °C – principle used for industrial production of silicon),thus the bulk form must be prepared in a composite form with a metallic, ceramic or polymer binder. This method is suitable for tailoring of mechanical properties; nevertheless,it does not produce SiC form applicable for laboratory purposes.Binder-free sintering of SiC is practically impossible, despite decreased chemical resistivity of the produced material. Pure SiC is insoluble in all acids except hydrofluoric acid.Reaction of SiC with HF is enabled only due to residual SiO2 created during the industrial production.However, SiO2 located between the planes of growth of SiC
|
|
|
Composites of titanium carbide with scandium matrix
Brožek, Vlastimil ; Pala, Zdeněk ; Vilémová, Monika ; Kubatík, Tomáš František ; Mušálek, Radek ; Nevrlá, Barbara ; Mastný, L.
First reference about existence of ultrahard composite in the TiC-ScCx system was made by G.V. Samsonov in the year 1962. Further research performed on ICT Prague and University of Vienna proved a discrepancy in the structure and stoichiometry of scandium carbide. Analogously to cubic carbides and nitrides of 3rd period metals, Scandium was also expected to have extreme hardness, high chemical stability and to enable solid solution formation (Vegard rule) with controlled regulation of physical parameters. Higher hardness of the cubic carbides is related to the decrease of lattice parameter, thus is was expected that smaller atomic radius of Sc in TixSc1-xC solid solution will lead to increase in hardness. However it was discovered that scandium carbide differs chemically as well as structurally, e.g. Sc15C19 is hydrolyzed and the product of the reaction is hydrogen, allylen and other hydrocarbons. Due to high price of Sc compounds, CVD and PVD layers of TiAlN or TiScAlN on sintered
|
|
|
Reaktor pro přípravu nanočástic v plazmovém výboji
Brožek, Vlastimil ; Benešová, L. ; Mastný, L. ; Sýkora, V.
Pro přípravu nanočástic z kapalných nebo aerosolových prekurzorů byla zkonstruována nová varianta rozprašovacího plazmového reaktoru (liquid flame spray reactor),ve kterém byly kapalné prekurzory vnášeny do proudu vodou stabilizovaného plazmatu z generátoru WSP® v místech,kde teplota dosahovala 4000K–5000K.Kapalné prekurzory - roztoky H[AuCl4],AgNO3 a H2[PtCl6]-se v prostředí nízkoteplotního plazmatu rozkládaly a vznikaly sférické kovové nanočástice s velikostí 25nm-100nm v závislosti na výchozí koncentraci roztoku. K ověření univerzálnosti metody a její široké adaptability posloužily experimenty přípravy podvojných oxidů, spinelu MgAl2O4 a feritu CoFe2O4 ze síranových nebo dusičnanových roztoků.Po zachycení v kapalinovém separátoru byly získány koloidní roztoky kovů nebo oxidů o koncentraci 5-50mg/l.Aparatura umožňuje funkci jak ve vertikálním, tak i horizontálním uspořádání.Při horizontálním uspořádání je možno vytvářet nanostrukturované povlaky na vybraných substrátech.
|
|
|
Plazmochemické reaktory pro speciální syntézy a dekompozice
Brožek, Vlastimil ; Janča, J. ; Mastný, L.
V příspěvku jsou popsány konstrukce laboratorních a poloprovozních plazmochemických reaktorů, ve kterých mohou probíhat chemické reakce s vysokou hodnotou aktivační energie. Jedná se o RF-reaktory s kapacitním nebo indukčním buzením plazmatu, dále o plazmochemické reaktory s jednopólovým mikrovlnným výbojem, nízkofrekvenční plazmové reaktory s klouzavým výbojem (Glid-Arc) a zejména o vysoce výkonný generátor vodou stabilizovaného plazmatu české provenience, WSP®. Funkce, účinnost a efektivnost reaktorů je dokumentována na příkladech syntézy karbidu boru a nitridu boru z pevných i plynných prekurzorů, na syntéze anorganických pigmentů na bázi zirkonu, fluoritu nebo kondenzovaných polyfosfátových pigmentů a dále karbidu wolframu, které lze připravit v nanometrické granulometrii s vysokým měrným povrchem (desítky m2/g).
|
|
|
Plazmové povlakování fosfátovaných ocelí II
Pokorný, P. ; Mastný, L. ; Brožek, Vlastimil
Příspěvek navazuje na úvodní část, prezentovanou na konferenci APROCHEM 2012 a zabývá se možností využití různých druhů fosfátových povlaků při předúpravě běžné nelegované oceli určené k plazmovému nástřiku keramiky. Úkolem konverzního fosfátového povlaku je vylepšit korozní odolnost povlakované oceli a zároveň vylepšit a prodloužit adhezi keramiky k ocelovému podkladu. Výběr nejvhodnějšího fosfátového povlaku (zinečnaté, zinečnato-vápenaté, manganaté a „tříkationtové“ fosfátování) byl založen na studiu jejich dehydratačních křivek prostřednictvím DTA a TGA analýzy s následnou analýzou morfologie, integrity a složení povlaku po jednotlivých dehydratačních krocích. Vzorky byly exponovány při 200 °C po dobu 10 hodin. Z výsledků měření vyplynulo, že nejstabilnější je manganatý fosfát. Plazmová depozice korundu byla realizována pomocí generátoru nízkoteplotního plazmatu WSP®. Korozní odolnost jednotlivých povlakovaných vzorků s rozdílnými fosfátovými mezivrstvami byla ověřována měřením
|
|
|
Interakce chalkogenidových skel typu Ge-As-Se s hexagonálním nitridem boritým
Mastný, L. ; Matušek, M. ; Randáková, S. ; Brožek, Vlastimil
Chalkogenidová skla na bázi Ge-As-Se pro aplikace v infračervené optice mohou obsahovat jen stopová množství kyslíku, protože vazby typu Ge-O a As-O způsobují v oblastech vlnových délek kolem 12,8 μm absorpční pásy, které snižují optickou propustnost chalkogenidových skel. Chalkogenidová skla se proto připravují buď v evakuovaných nádobách nebo v inertní atmosféře v nádobách z vysoce kvalitního křemene, který je speciálně kondiciován, aby se nestal sám zdrojem kyslíkových nečistot. Tyto křemenné nádoby jsou velmi drahé. Cílem této práce je ukázat, že lze chalkogenidová skla syntetizovat i v nádobách zhotovených z turbostratického hexagonálního nitridu boritého rafinovaného reduktivní halogenací ve směsi trichlormethanu a amoniaku.
|
host ::
RSS.