|
|
Příprava kompozitních vláknitých struktur metodou elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace
Schifferová, Zuzana ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Pomocí elektrostatického zvlákňování byla připravena polymerní i kompozitní polymerkeramická nanovlákna. Jako nejvhodnější prekurzor byl stanoven roztok 20 hm.% polyvinylidenfluoridu (PVDF) ve směsi dimethylsulfoxidu (DMSO) a acetonu v poměru 7:3. Pro přípravu kompozitních vláken byly do tohoto roztoku přidány nanočástice zirkoničitanu titaničitanu barnatého vápenatého (BCZT), nebo titaničitanu barnatého (BT) v množství 20 hm.%. Pro přípravu vláken byly používány následující parametry: napětí 50 kV, dávkování 30 l/min, vzdálenost kolektoru a emitoru 20 cm a jehla o průměru 17 G. Dále byl zkoumán vliv hmotnostně střední molekulové hmotnosti PVDF a rychlost rotace kolektoru. Na vzorcích byla zkoumána morfologie a tloušťka vláken. Pomocí rentgenové difrakce a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací bylo dále stanoveno fázové složení vzorků a nakonec byly měřeny některé jejich elektrické vlastnosti. Vlákna s nižším průměrem vznikala při nižších molekulových hmotnostech PVDF a při vyšší rychlosti rotace kolektoru. Tato vlákna měla také vyšší procento piezoelektrické fáze. Nejnižší dosažené hodnoty průměru vláken byly okolo 300 nm, nejvyšší procento fáze bylo 92 % a nejvyšší piezoelektrická konstanta měla hodnotu 16 pC/N. Vlákna plněná BT částicemi vykazovala lepší vlastnosti než vlákna plněná BCZT částicemi.
|
|
|
Milling of pre-sintered ceramics using CAD / CAM
Ščasnovič, Erik ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
Diploma thesis is focused on determination of proper pre-sintering temperatures of zirconia ceramic blanks intended for CAD-CAM milling. Functional properties of milled and sintered samples are also discussed. Experimental part is aimed on determination of properties of blanks which affect directly the CAD-CAM process. Another solved issue is definition of mechanical and physical properties of sintered bodies. Final properties are compared with properties of ceramic blanks made from standard ceramic powder. Dental crown, dental three-unit bridge and partial knee joint were prepared successfully. The tests of geometric accuracy were performed on dental crown as well as on partial knee joint replacement with using 3D scanner.
|
|
|
Příprava a charakterizace vláknitých vrstev pomocí elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace
Svobodová, Anežka ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací kompozitních vláknitých vrstev na bázi PVDF připravených pomocí elektrostatického zvlákňování. Jako plniva byly použity keramické částice TiO2, BaTiO3 a BCZT. Vlákna byla připravena s obsahem 10, 20, 30, 40 a 50 % těchto částic a následně byly charakterizována jejich morfologie, zastoupení piezoaktivních fází a dielektrická charakteristika. Byl ukázán vliv přítomnosti částic na průměr vlákna a na podíl krystalinity polymeru. Velikost částic významně ovlivnila jejich distribuci ve vláknech. Piezoelektrické částice dále ovlivnily obsah elektroaktivních fází beta a gamma. Nejvyšší podíl elektroaktivních fází byl stanoven u vláken plněných BaTiO3, který dosahovala až 98 %. U vlákenen s BaTiO3, byly dále naměřeny hodnoty dielektrické konstanty, které dosahovaly oproti předpokladu nižších hodnot díky vysoké porozitě připravených vláken. Připravená vlákna lze považovat za perspektivní nejen pro piezoaplikace, proto bude dále studována optimalizace jejich přípravy a měření elektrických charakteristik.
|
|
|
Milling of pre-sintered ceramics using CAD / CAM
Ščasnovič, Erik ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
Diploma thesis is focused on determination of proper pre-sintering temperatures of zirconia ceramic blanks intended for CAD-CAM milling. Functional properties of milled and sintered samples are also discussed. Experimental part is aimed on determination of properties of blanks which affect directly the CAD-CAM process. Another solved issue is definition of mechanical and physical properties of sintered bodies. Final properties are compared with properties of ceramic blanks made from standard ceramic powder. Dental crown, dental three-unit bridge and partial knee joint were prepared successfully. The tests of geometric accuracy were performed on dental crown as well as on partial knee joint replacement with using 3D scanner.
|
|
|
Obrábění keramických těles pomocí CAD-CAM
Kaplan, Lukáš ; Částková, Klára (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se v literární části zabývá keramickými materiály na bázi Al2O3 a ZrO2, metodami přípravy vzorků pro následné obrábění, metodami obrábění keramiky, a to především technologií CNC frézovaní v neslinutém a slinutém stavu s jejich porovnáním. V práci jsou uvedeny možné příklady použití keramických dílů. Experimentální část práce se zabývá obrobením keramiky na bázi ZrO2 za použití různých druhů prášku, metody přípravy a volbou slinovací teploty v návaznosti na její vlastnosti. Nejlepších výsledků dosáhl materiál SZ-3Y slinovaný při teplotě 1550 °C po dobu 2 hodin, hodnoty pevnosti zde byly 1203 MPa, drsnost Ra 126 nm, velikost zrna 382 nm.
|
|
|
Obrábění keramické dentální náhrady z polotovaru na bázi ZrO2
Ščasnovič, Erik ; Spusta, Tomáš (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
V tejto bakalárskej práci je urobená rešerš na tému obrábania polotovarov z oxidu zirkoničitého pre dentálne aplikácie. V experimentálnej časti boli na spečených vzorkách vyhodnocované testy pevnosti v biaxiálnom ohybe, stanovená drsnosť a veľkosť zŕn a bolo určené lineárne zmršťovanie vzoriek. Tieto testy boli uskutočnené pre laboratórne polotovary pripravené metódou gélového odlievania z keramického prášku na báze oxidu zirkoničitého a pre dva typy komerčných polotovarov pripravených izostatickým lisovaním za studena, rovnako z oxidu zirkoničitého. Bola ukázaná závislosť pevnosti na veľkosti zŕn. Vzorky z polotovarov pripravených gélovým odlievaním mali štatisticky významne vyššie pevnosti, než vzorky z komerčných polotvaru. Finálnym krokom bolo obrobenie zubnej korunky podľa reálneho modelu zubu a to z polotovaru materiálu pozorovaného v tejto práci.
|
|
|
Příprava kompozitních vláknitých struktur metodou elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace
Schifferová, Zuzana ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Pomocí elektrostatického zvlákňování byla připravena polymerní i kompozitní polymerkeramická nanovlákna. Jako nejvhodnější prekurzor byl stanoven roztok 20 hm.% polyvinylidenfluoridu (PVDF) ve směsi dimethylsulfoxidu (DMSO) a acetonu v poměru 7:3. Pro přípravu kompozitních vláken byly do tohoto roztoku přidány nanočástice zirkoničitanu titaničitanu barnatého vápenatého (BCZT), nebo titaničitanu barnatého (BT) v množství 20 hm.%. Pro přípravu vláken byly používány následující parametry: napětí 50 kV, dávkování 30 l/min, vzdálenost kolektoru a emitoru 20 cm a jehla o průměru 17 G. Dále byl zkoumán vliv hmotnostně střední molekulové hmotnosti PVDF a rychlost rotace kolektoru. Na vzorcích byla zkoumána morfologie a tloušťka vláken. Pomocí rentgenové difrakce a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací bylo dále stanoveno fázové složení vzorků a nakonec byly měřeny některé jejich elektrické vlastnosti. Vlákna s nižším průměrem vznikala při nižších molekulových hmotnostech PVDF a při vyšší rychlosti rotace kolektoru. Tato vlákna měla také vyšší procento piezoelektrické fáze. Nejnižší dosažené hodnoty průměru vláken byly okolo 300 nm, nejvyšší procento fáze bylo 92 % a nejvyšší piezoelektrická konstanta měla hodnotu 16 pC/N. Vlákna plněná BT částicemi vykazovala lepší vlastnosti než vlákna plněná BCZT částicemi.
|
|
|
Příprava keramických vláken elektrostatickým zvlákňováním
Nemčovský, Jakub ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Diplomová práca je zameraná na prípravu keramických vlákien elektrostatickým zvlákňovaním. Teoretická časť diplomovej práce zhrňuje doposiaľ známe informácie v oblasti keramických vlákien, ich vlastností, aplikácií a výroby. Teoretická časť tiež popisuje proces elektrostatického zvlákňovania ako jednu z najpoužívanejších metód výroby nanovlákien a parametre, ktoré tento proces ovplyvňujú. Experimentálna časť je zameraná na prípravu keramických vlákien na báze oxidu titaničitého, čistého nedopovaného oxidu zirkoničitého a ytriom dopovaného oxidu zirkoničitého metódou elektrostatického zvlákňovania a na charakterizáciu takto pripravených vlákien. Zvlákňované boli keramické prekurzory zložené z propoxidu a polyvinylpyrolidonu. Experimentálna časť diplomovej práce tiež popisuje vplyv zloženia prekurzoru, procesných podmienok a teploty kalcinácie na morfológiu a fázové zloženie vlákien. Prekurzory boli charakterizované pomocou merania viskozity. K popisu vlákien bola použitá termogravimetrická analýza (TGA), röntgenová analýza (RTG) a elektrónová rastrovacia mikroskopia (SEM). Elektrostatickým zvlákňovaním prekurzorov na báze propoxidu titaničitého a následnou kalcináciou pri teplote 500 až 1300 °C boli pripravené TiO2 vlákna s hrúbkou 100 až 2500 nm, pričom sa fázové zloženie s kalcinačnou teplotou menilo od anatasovej fázy, cez zmes s rutilom až po čistý rutil. Elektrostatickým zvlákňovaním prekurzorov na báze propoxidu zirkoničitého a následnou kalcináciou pri teplotách 550 až 1100 °C boli pripravené ZrO2 vlákna dopované 0 – 8 mol.% Y2O3 s hrúbkou v rozmedzí 50 až 1000 nm. Analýza vlákien na báze nedopovaného ZrO2 kalcinovaných na teplotu 550 °C ukázala prevažujúce zloženie monoklinickej fáze. Analýza 3 resp. 8 mol.% Y2O3 dopovaného ZrO2 kalcinovaných na teplotu 900 °C ukázala zloženie prevažujúcej tetragonálnej fáze resp. zloženie čisto kubickej fáze. V závislosti na zvyšujúcej sa teplote kalcinácie dochádzalo ku zmene morfológie vlákien od poréznej nanoštruktúry po retiazkovitú neporéznu štruktúru, ktorá bola tvorená mikrometrovými zrnami TiO2, resp. ZrO2. Vlákna ZrO2 po kalcinácii na teplotu 700 °C zostávali stále pružné, rovnako ako tie zvláknené (as spun), pričom so zvyšujúcou sa teplotou kalcinácie sa zvyšovala aj ich krehkosť.
|
|
|
Vrstevnaté keramiky připravené metodou termoplastické koextruze
Kaštyl, Jaroslav ; Pabst, Willi (oponent) ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
V disertační práci byla připravena dvouvrstevná keramická tělesa s „core-shell“ geometrií pomocí metody termoplastické koextruze a na těchto kompozitních tělesech byly studovány mechanické vlastnosti. Pro studium koextruze a mechanických vlastností byly navrženy dva kompozitní systémy. První systém ZTA-A kombinoval hutné jádro ZTA (oxidu hlinitého zhouževnatěného oxidem zirkoničitým) s hutnou vrstvou Al2O3. Druhý systém ZST-Z se skládal z porézního jádra a hutné vrstvy v obou případech ze ZrO2. V práci byla studována reologie keramických termoplastických suspenzí a jejich vzájemné ovlivnění během koextruze. Následně byl studován průběh odstraňování pojiv a slinování a na základě optimalizace všech technologických kroků byla získána bezdefektní „core-shell“ tělesa. Na slinutých tělesech byly stanoveny mechanické vlastnosti (modul pružnosti, tvrdost a pevnost v ohybu). Pro odhad napětí v „core-shell“ tělesech namáhaných ohybem byl využit vztah uvažující rozdílné moduly pružnosti jádra a vrstvy. U těles systému ZTA-A došlo k navýšení pevnosti oproti pevnostem nevrstevnatých těles jednotlivých složek. Byla tedy získána tělesa s vysokou povrchovou tvrdostí vrstvy Al2O3 a navíc vykazující vysokou lomovou sílu při namáhání ohybem. U těles systému ZST Z byl snížen efektivní modul pružnosti až o 25 % oproti modulu pružnosti hutných nevrstevnatých vzorků. Stejného efektivního modulu pružnosti bylo možné u „core-shell“ těles dosáhnout při zachování výrazně vyšší lomové síly než u nevrstevnatých porézních těles nebo trubek.
|
|
|
Vytlačování vrstevnatých keramických těles
Kaštyl, Jaroslav ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
V diplomové práci byl vypracován literární přehled metody termoplastické koextruze a na jeho základě bylo studováno vytlačování homogenních a jednovrstevných keramických těles na bázi materiálů ZrO2, Al2O3, ZTA a ATZ. Pro termoplastické vytlačování byl upraven kapilární reometr, navrženy a vyrobeny vytlačovací trysky. Metodou termoplastické koextruze byly připraveny homogenní keramické tyčinky a jednovrstevné tyčinky se strukturou jádro/vrstva: ZrO2/Al2O3, ZrO2/ATZ a ZTA/Al2O3. U vrstevnatých těles byla hodnocena kvalita rozhraní a defekty vznikající při zpracování. Pro zhodnocení struktury a defektů vrstevnatých těles byly využity technologické parametry a vlastnosti homogenních těles připravených z jednotlivých materiálů. Termoplastickou koextruzí bylo možné připravit keramické jednovrstevné tyčinky se strukturou jádro/vrstva: ZrO2/ATZ a ZTA/Al2O3 o průměru ~ 2,5 mm a délce ~ 45 mm s drobnými defekty.
|
host ::
RSS.