|
|
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.
|
|
|
Tungsten coatings and free standing parts
Brožek, Vlastimil ; Ctibor, Pavel ; Matějíček, Jiří ; Mušálek, Radek ; Weiss, Z.
Tungsten powders, 20 – 100 µm in size, were melted in the jet of thermal plasma generated by a water-stabilized spray system WSP®. The molten tungsten was deposited on steel and graphite or boron nitride substrates, whereas the spray-ability itself was tested as well as cohesion with other substrates. One of the goals of this experimentation was to gain skills for covering variously shaped walls of nuclear fusion devices (Tokamaks). Also spraying of free-standing tungsten bodies was realized, by means of substrates easily machainable-out after deposition, as graphite and BN. Other option consists of covering a tungsten mesh or plates armored with tungsten wires. Protection of tungsten against oxidation in the plasma jet was a problem to be solved – the best results were gained with shroud gas, Ar with 7% hydrogen, and simultaneous placement of the substrates into graphite cells. The whole spray process was maintained to avoid temperatures over 700°C at which the oxidation is
|
|
|
Preparation of gold, silver and platinum colloid solutions by precursors decomposition in low temperature plasma
Brožek, Vlastimil ; Kutílek, Zdeněk ; Mastný, L. ; Sýkora, V. ; Benešová, L. ; Sofer, Z.
Liquid precursor decomposition in the low temperature plasma generated by WSP® was used for synthesis of precious metals nanoparticles. The gold in the form of H[AuCl4], silver in the form of AgNO3 and platinum in the form of H2[PtCl6] were used to generate colloid solutions with concentration of 5 mg.l-1 – 70 mg.l-1 and particle size of 20 nm – 120 nm. The solution contained elevated concentration of nitrite and nitrate ions due to the reaction of plasma with nitrogen form air. In order to reduce the concentration of nitrite and nitrate ions the plasma generated nanoparticles was projected by plasma torch to the ammonium chloride solution. Other way used for reduction of NO3- and NO2- concentration was optimization of geometry of plasma system. The other way was also by application of shrouding effect by nitrogen and ammonia gas. The size of nanoparticles and their concentration can be influenced by geometry of plasma torch, composition of carrier gas and by geometry of
|
|
|
Production of nanoparticles utilizing water stabilized plasma
Bertolissi, Gabriele ; Brožek, Vlastimil ; Chráska, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Neufuss, Karel ; Mastný, L. ; Sofer, Z.
Water stabilized plasma torch (WSP®) generates plasma jet with max. plasma velocity in the nozzle exit 7000m/s and temperature of 25000-30000 K. Reactants injected into the plasma jet undergo complicated radical reactions. Interaction of plasma with injected reactants depends on energy settings of the WSP plasma torch and lasts from 5 to 10 ms. Droplets of inorganic compound solution are fed to the plasma jet by pressurized spray nozzle device. Compounds of AgI,AlIII,TiIV,PtIV,VV, and CrVI undergo decomposition in the extremely high plasma temperature and the decomposed products are collected in liquid separators. Size of the produced nanoparticles in unsettled fraction is from 10 to 200 nm and depends primarily on concentration of inputting aerosol particles. In the case of 15 seconds reaction time and use of saturated solutions at 20°C, one can obtain colloidal solutions with silver, platinum, alumina, titania, vanadia, and chromia nanoparticles in concentrations of 3 to 180mg
|
host ::
RSS.