|
|
Transparentní keramické materiály
Krupa, Filip ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou transparentního kubického ZrO2 dopovaného 8 mol% Y2O3. Technologie využité v této bakalářské práci zahrnují uniaxialní lisování a izostatické lisování za studena pro přípravu keramických polotovarů a následně metody konvenčního slinování, SPS a izostatického lisování za horka. U slinutých transparentních materiálů byla vyhodnocena mikrostruktura, přímočará propustnost a tvrdost.
|
|
|
Keramické transparentní materiály zpevněné vlákny
Lövy, Vít ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Chlup, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce shrnuje možnosti zhouževnatění keramických materiálů zejména pomocí různých typů vláken a popisuje principy umožňující přípravu transparentních kompozitních materiálů zpevněných vlákny. V této práci je dále vysvětlena úloha rozhraní mezi vláknem a matricí. Dále jsou popsány metody umožňující zjištění charakteristik tohoto rozhraní. V experimentální části byla použita metoda vytlačování jednotlivých vláken a bylo stanoveno potřebné styčné smykového napětí vedoucí k dekohezi rozhraní a další vhodné charakteristiky pro kompozit s borosilikátovou matricí a SiC vlákny.
|
|
|
Piezoceramic materials prepared by electrophoretic deposition
Zeman, Dominik ; Chlup, Zdeněk (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the preparation of piezoceramic materials based on Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3 using electrophoretic deposition, which was used for this type of material for the first time. The influence of preparation method, milling time and sintering temperature on mean grain size, relative density, mechanical and piezoelectric properties of samples were investigated. The high energy milling lasting 30-240 min increased electrical conductivity of the suspensions which led to reduction of deposition rate and the density of deposits was increased up to 47.4%. The reduced particle size in green body allowed using of relative low sintering temperature (1350°C) while the deposits with high density of 95.9% and piezoelectric coefficient of d33* = 1027 pm/V were obtained. The hardness of piezoceramic materials prepared was in range of 2.6-3.1 GPa.
|
|
|
Pokročilé vrstevnaté keramické materiály s heterogenní mikrostrukturou pro balistické aplikace
Mařák, Vojtěch ; Kachlík, Martin (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá technologií přípravy vrstevnatých keramických materiálů (laminátů) s heterogenní mikrostrukturou obsahující Al2O3 jako matrici s přídavkem SiC. Pro přípravu těchto materiálů bylo zvoleno suché a mokré tvarování keramického prášku se slinováním v SPS (Spark Plasma Sintering). Vzhledem k cílům bakalářské práce se suchá cesta ukázala jako méně vhodná z důvodů obtížné přípravě laminární struktury a výrazného opotřebení grafitových forem použitých v SPS technologii. Nicméně získané informace o mechanických a fyzikálních vlastnostech vedly k návrhu složení keramické suspenze používané v metodě slip-casting při tvarování mokrou cestou. Jako optimální bylo zvoleno 5 obj. % SiC v Al2O3. Touto cestou byly připraveny keramické lamináty s ostrým rozhraním vrstev a opotřebení grafitových forem bylo minimalizováno. Připravené keramické vzorky dosáhli relativní hustoty až 99 % a tvrdosti až 20,7 GPa. Ze získaných poznatků vyplynula nutnost optimalizace technologie přípravy suspenzí pro vytvoření keramického materiálu vhodného pro balistické aplikace.
|
|
|
Modifikace mikrostruktury keramiky z oxidu hlinitého pro balistické testování
Rolek, Ondřej ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Roleček, Jakub (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá popisem základních tvarovacích metod keramických materiálů se zaměřením na metodu suspenzního lití a průběhem sušícího procesu keramických těles připravených touto metodou. Následná experimentální část prezentuje použití metody suspenzního lití k přípravě keramických destiček z oxidu hlinitého, vhodných pro balistickou ochranu osob a vozidel. V rámci této části jsou také podrobně popsány možnosti modifikace nasákavé formy s ohledem na výsledné vlastnosti keramických těles z Al2O3 zejména jejich relativní hustotu. V praktické části je také uveden vliv slinovací teploty na výslednou relativní hustotu keramických tělesa také na jejich mikrostrukturu, konkrétně velikost zrna. V rámci této práce byla připravena keramická tělesa z oxidu hlinitého s nízkou hodnotou velikost zrna (1,18 m) a s vysokou relativní hustotou přesahující 99 %, která budou podrobena balistickým testům.
|
|
|
Pokročilé heterostrukturní keramické materiály
Drdlík, Daniel ; Lapčík,, Lubomír (oponent) ; Veselý, Michal (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá pokročilými keramickými materiály připravenými elektroforetickou depozicí (EPD). Při studiu bylo použito vertikální uspořádání EPD v režimu konstantního proudu. Připravené depozity z oxidu hlinitého (Al2O3), oxidu zirkoničitého (ZrO2) a jejich kompozitů byly hodnoceny po stránce morfologie (obrazové strukturní analýzy), fyzikálních vlastností (výtěžky depozice, hustota, drsnost povrchu depozitu) a mechanických vlastností (tvrdost, lomová houževnatost, modul pružnosti). Ve stabilizovaných isopropanolových disperzích obsahující Al2O3 nebo ZrO2 částice bylo zjištěno, že na povrchu zmíněných amfoterních oxidů dochází v přítomnosti kyselého nebo zásaditého stabilizátoru k tvorbě povrchového náboje opačného znaménka (inverzního náboje) než je tomu v případě vodných disperzí. Byl navržen model „inverzní“ stabilizace částic oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého. Tento typ elektroforetické depozice byl hlouběji prostudován v přítomnosti kyselých stabilizátorů. Na základě získaných výsledků (-potenciál a elektrická vodivost disperze, výtěžky EPD, hustota depozitu, drsnost povrchu depozitu atd.) bylo zjištěno, že nejvhodnějším typem kyselého stabilizátoru je kyselina monochloroctová. Disperze obsahující isopropanol, kyselinu monochloroctovou, Al2O3 nebo ZrO2 byly studovány z hlediska kinetiky EPD zahrnující vývoj nové metodiky měření kinetiky EPD a vlivu kinetiky na finální vlastnosti připravených depozitů. Pomocí dobré znalosti kinetiky EPD byly připraveny optimalizované vrstevnaté materiály (Al2O3/ZrO2 – lamináty) s definovanou tloušťkou vrstev. Tyto materiály obsahující 100-150 vrstev Al2O3 a ZrO2 s pevně vázaným rozhraním byly studovány z hlediska vnitřních napětí a jejich vlivu na šíření trhliny keramickým laminátem. Bylo zjištěno, že majoritní podíl na odklánění trhliny měla tlaková vnitřní napětí, tj. čím větší byl podíl tlakových napětí v laminátu, tím větší byl odklon trhliny. Tato práce přinesla nové poznatky v oblasti stabilizace keramických disperzí v nevodných prostředích a přípravy pokročilých heterostrukturních keramických materiálů.
|
|
|
Studium biokeramického kompozitu na bázi hydroxyapatitu a bioskla
Virágová, Eliška ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem biokeramických kompozitních materiálů na bázi hydroxyapatitu (HAp) a bioskla (BG). Pro přípravu těchto materiálů byla zvolena metoda mokrého tvarování – elektroforetická depozice (EPD). Byla evaluována metodika přípravy a její vliv na relativní hustotu a distribuci pórů v připravených kompozitech. Bylo provedeno studium slinovacího procesu připravených kompozitních materiálů pomocí vysokoteplotní dilatometrie s následným vyhodnocením mikrostrukturních a mechanických vlastností. Bylo zjištěno, že pomocí EPD lze úspěšně připravit částicové kompozity, jejichž mikrostrukturní kvalitu ovlivňuje zejména elektrická vodivost suspenze. Při studiu kinetiky depozičního procesu bylo zjištěno, že EPD probíhá nejrychleji v suspenzi s nejnižší elektrickou vodivostí. Se zvyšujícím se obsahem BG v HAp rostla relativní hustota materiálů a také docházelo ke snížení četnosti a zvětšení průměru pórů. Při vysokoteplotní dilatometrii byl patrný pokles relativního smrštění se vzrůstajícím obsahem HAp ve struktuře. Pozorování mikrostruktury ukázalo krystalickou strukturu BG a otevřenou porozitu HAp, která je pro biokompatibilní materiály žádoucí. Fázové složení jednotlivých materiálů bylo určeno pomocí rentgenové difrakční analýzy. V rámci mechanických vlastností byl zjištěn nárůst tvrdosti a Youngova modulu pružnosti se vzrůstajícím obsahem BG v biokeramických kompozitech. Na základě získaných poznatků byl identifikován vhodný postup a materiálové složení pro plánovanou přípravu funkčně gradientního materiálu na bázi HAp a BG
|
|
|
Optimalizace 3D tisku a post-processingu pokročilé keramiky na bázi kalcium fosfátu
Valenová, Ludmila ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou hydroxyapatitových těles metodou aditivní výroby Lithography based ceramics manufacturing – LCM. Pro 3D tisk keramických těles byla použita fotocitlivá suspenze s hydroxyapatitovými částicemi. Byl zkoumán vliv parametrů tisku na výslednou makrostrukturu i mikrostrukturu, hustotu a rozměrovou přesnost. Snahou bylo získat hutné součástky po tepelném zpracování bez delaminace vrstev a optimalizovat následné technologické kroky: čištění a tepelné zpracování. Pozorováním mikrostruktury byla objevena mikroporozita na rozhraní tisknutých vrstev, která mohla způsobovat delaminaci vrstev. Pomocí vysokoteplotní dilatometrie byla zjištěna různá teplota začátku zhutňování ve směru podélném a kolmém na vrstvy, což by mohl být iniciační mechanismus pozorované delaminace vrstev. Rentgenovou difrakční analýzou bylo prokázáno jednofázové složení použitého prášku i u slinutých součástí. Ze získaných informací optimalizace čistícího procesu těles po 3D tisku byl jako vhodný čisticí prostředek navrhnut komerční produkt LithaSol 20 a efektivnější způsob čištění v ultrazvuku. Na základě termogravimetrické analýzy byl optimalizován cyklus tepelného zpracování, který při zachování hustoty, rozměrů a makrostruktury 3D tisknutých těles vedl k časové úspoře 49 hodin.
|
|
|
Keramické materiály pro energetiku
Pávek, Vojtěch ; Tofel, Pavel (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na ověření elektrických vlastností antiferroelektrických keramických materiálů v binárním systému (1-x)(Bi0,5Na0,5)TiO3 – xNaNbO3, x = (0,22 a 0,76). Prášky materiálů se submikronovými částicemi byly úspěšně syntetizovány z prekurzorů a následně tepelně zpracovány pomocí dvou metod slinování, tj. SPS a v konvenční peci za přístupu normální atmosféry. Fázová struktura keramických prášků a slinutých vzorků byla změřena rentgenovou difraktografií a mikrostruktura pozorována skenovacím elektronovým mikroskopem. Na slinutých vzorcích bylo provedeno měření tvrdosti dle Vickerse. Antiferroelektrické vlastnosti zkoumaných materiálů byl potvrzeny měřením dielektrických vlastností, nepovedlo se však dosáhnout vysoké energetické kapacity u žádného ze vzorků. Přesto tyto antiferroelektrické materiály jeví potenciál pro budoucí využití v bezolovnatých keramických uložištích energie.
|
|
|
Příprava a vlastnosti piezoelektrických-dielektrických keramických kompozitů
Kučera, Ondřej ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá materiály kombinujícími dielektrickou a piezoelektrickou keramiku. V první části, literární rešerši, je popsána příprava keramických materiálů a termodynamika jejich slinování. Dále jsou zde shrnuty elektrické vlastnosti keramických materiálů a dosavadní poznatky o bezolovnatých piezokeramikách na bázi BaTiO3. Experimentální část popisuje postup přípravy piezoelektrických BCZT keramik od vstupních práškových prekurzorů přes jejich reakční slinování až po slinutí práškového kompozitu v hutné těleso. U těchto vzorků byly naměřeny charakteristické vlastnosti jako hustota, tvrdost, velikost zrn, relativní permitivita, piezoelektrický koeficient a ztrátový činitel.
|
host ::
RSS.