|
|
Nové kompozice pokročilých oxidicky zpevněných ocelí na bázi prvků vzácných zemin
Pech, Filip ; Kuběna, Ivo (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je příprava tří tříd ocelí lišících se obsahem chromu: 9Cr, 14Cr a 17Cr a jejich varianty zpevněné oxidickou disperzí. Oceli byly připraveny z atomárních a předlegovaných prášků metodou mechanického legování a zhutněny technikou spark plasma sintering. Jako zpevňující prvky bylo použito yttrium, které je v případě ODS ocelí nejobvyklejší a hliník. Tvorba oxidické disperze byla provedena dvěma způsoby: přímým přidáním oxidů Y2O3 a Al2O3 a vnitřní oxidací yttria a hliníku. Provedeným experimentem bylo zjištěno, že lze vytvořit ODS oceli oběma způsoby tvorby oxidické disperze. U ocelí zpevněných hliníkem však lze dosáhnout dostatečně jemné disperze oxidů pouze při použití vnitřní oxidace.
|
|
|
Early Stages of Fatigue Damage of Steels for Fusion Energetics
Kuběna, Ivo ; Spätig, Philippe (oponent) ; Lukáš, Petr (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
The main aim of the thesis is to explain fatigue behaviour of the ODS Eurofer steel, 14Cr ODS ferritic steel produced in the CEA (Commissariat a l’énergie atomique, Saclay, France) and 14Cr ODS ferritic steel produced in the EPFL (École Polytechnique Fédérale de Laussane, Switzerland). The results are compared with non–ODS variant of Eurofer steel, if possible. This work is part of a wide collaboration coordinated by the EFDA (European Fusion Development Agreement) on development of structural materials for future fusion reactors. The following experiments were carried out: • Standard fatigue experiments were performed at room temperature, at 650 and at 750 . Cyclic hardening/softening curves, cyclic deformation stress–strain curves, Coffin–Manson curves and Wöhler curves were measured. Detailed analysis of hysteresis loops was performed. • The microstructure of the as–received state was studied by TEM and compared with the microstructure after fatigue loading in order to reveal microstructural changes due to fatigue loading. • Surface roughening due to cyclic plastic localisation was observed. Crack initiation sites were detected and the mechanism of crack initiation was analysed. • Kinetics of small fatigue crack growth was measured. It was found that fine oxide dispersion strengthens studied materials significantly, reduces cyclic softening and stabilises the microstructure in the whole range of testing temperatures. The maximum application temperature is increased. Significant differences in fatigue life of the ODS steels were found and explained by differences in crack initiation mechanisms and small fatigue crack growth rate.
|
|
|
Testování lomové houževnatosti za vysokých teplot s využitím miniaturních CT těles
Holas, Jiří ; Kuběna, Ivo (oponent) ; Šiška, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá hodnocením lomového chování ODS oceli MA956 za vysokých teplot. Toto chování bylo testováno pomocí miniaturních CT těles, na kterých byly provedeny zkoušky za účelem změření křivek odolnosti proti šíření tvárné trhliny (J-R křivky), ze kterých byla určena hodnota lomové houževnatosti. Lomové vlastnosti byly dále hodnoceny pomocí faktografické analýzy lomových ploch. Strukturní vlastnosti materiálu byly určeny pomocí měření tvrdosti a analyzovány metalografickými metodami. Výsledky měření ukazují pokles lomové houževnatosti s rostoucí teplotou.
|
|
|
Vývoj metodiky nanoobrábění při studiu mechanických vlastností tenkých vrstev pomocí fokusovaných iontových svazků
Kuběna, Ivo ; Švejcar, Jiří (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
Hlavním obsahem této diplomové práce je vytvoření metodiky přípravy mikrokompresních vzorků z tenké kovové vrstvy připravené metodou PVD. Testovaný materiál byl připraven firmou ON Semiconductor Rožnov pod Radhoštěm. Studovaná vrstva měla složení Al-1,5 hm% Cu a je používaná pro vodivé spoje na integrovaných obvodech. Na křemíkový substrát je nejprve napařena mezivrstva se složením W-10 hm% Ti pro lepší adhezi testované vrstvy. Geometrie vzorku by se měla co nejvíce blížit rotačnímu válci, jehož výška je dána tloušťkou vrstvy a jehož průměr je přibližně 1 m. Pro přípravu takového mikrokompresního vzorku bylo použito přístroje Quanta 3D FEG Dual BeamTM využívajícího technologii fokusovaného iontového svazku. Experimenty na tomto přístroji byly prováděny na půdě společnosti FEI Company v Brně. Bylo připraveno 39 mikrokompresních vzorků za různých podmínek iontového odprašování. Optimalizací parametrů procesu přípravy bylo dosaženo požadované geometrie, zlepšení rovnoběžnosti stěn a rovnoměrnosti dna v blízkém okolí vzorku a jeho plynulý přechod do základního substrátu. Připravené vzorky jsou vhodné pro mikrokompresní testy, které již byly úspěšně provedeny ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR v Praze.
|
|
|
Determination of mechanical properties from microcompression test
Truhlář, Michal ; Kruml, Tomáš ; Kuběna, Ivo ; Petráčková, Klára ; Náhlík, Luboš
This paper describes a microcompression test of Al - 1.5 wt. % Cu thin film deposited on Si substrate. Microcompression combines the sample preparation with the use of ion focused beam (FIB) with a compression test carried out using nanoindenter. Cylindrical specimens (pillars) were prepared using FIB. The diameter of pillars was about 1.3 μm and their height was about 2 μm (equal to the film thickness). Stress-strain curves of the thin film were obtained. The results depend on crystallographic orientation of pillar. The paper is focused to an attempt to determine as precisely as possible Young modulus of the film using experimental data and finite element modelling.
|
|
|
Estimation of mechanical properties of thin Al surface layer
Petráčková, Klára ; Kuběna, Ivo ; Truhlář, Michal ; Náhlík, Luboš ; Kruml, Tomáš
The paper describes a new method for testing of thin layers, so-called microcompression test. As an example determination of Al thin film properties deposited on Si substrate is introduced in the paper. Microcompression combines the sample preparation with the use of focused ion beam (FIB) with a compression test carried out using nanoindenter. Cylindrical specimens (pillars) were prepared in Al film using FIB. The typical diameter of pillars was about 1.3 μm and their height was about 2 μm. The results depend on crystallographic orientation of pillar. Stress-strain curves of the thin film were obtained. Experimentally measured data on pillars needs correction to obtain undistorted material properties of Al thin film. A necessary correction using finite element modeling is suggested in the paper. The paper contributes to a better characterization of very thin surface layers and determination of their mechanical properties.
|
|
|
Microstructure, tensile properties and fatigue behaviour of bulk nanoquasicrystalline Al alloy Al93Fe3Cr2Ti2
Chlupová, Alice ; Chlup, Zdeněk ; Kruml, Tomáš ; Kuběna, Ivo ; Roupcová, Pavla
The characterization of mechanical properties (i.e. stress-strain characteristics measured in tensile and fatigue tests) together with description of the microstructure of bulk nanocrystalline Al alloy is reported. Aluminium based material used in this work was prepared by hot extrusion of gas atomised powder of chemical composition Al93Fe3Cr2Ti2 which contains nanosized quasicrystalline phase. Changes in fracture mechanisms both at fatigue testing performed at room temperature and at tensile tests performed at different test temperatures were investigated. The quality of powder compaction after extrusion was proved as sufficient. Strong texture in longitudinal direction resulting from production route was detected. Presence of icosahedral phase in material was confirmed by TEM and XRD techniques. Fractographical analysis of fracture surface was performed and results were used for description of fracture mechanisms.
|
|
|
Mechanical properties of Al thin films measured by microcompression
Kuběna, Ivo ; Kruml, Tomáš
Two modern experimental techniques, the focused ion beam milling and the nanoindentation, were applied in order to measure exactly plastic properties of a Al-1.5%Cu thin film prepared by the physical vapour deposition, used for electrical connection of integrated circuits. By focused ion beam milling, cylindrical specimens were prepared. The height of the specimens was equal to the film thickness (2 micrometers) and their diameter was about 1.3 micrometers. These specimens were subjected to the compressive loading using the nanoindenter equipped by a flat punch. It is possible to obtain stress-strain curves of the thin film rather precisely.
|
|
|
Nanokomprese orientovaných pilířků z tenké Al vrsty
Kuběna, Ivo ; Kruml, Tomáš
Nová metoda měření mechanických vlastností tenkých vrstev je popsána v tomto článku. Metoda kombinuje přípravu vzorků fokusovaným iontovým svazkem (FIB) a následnou kompresi pomocí nanoindentačního zařízení. Kompresní vzorky byly připraveny z tenké Al vrstvy která je běžně používána v elektrických obvodech. Byly připraveny válcové pilířky jejichž vyýška byla dána tloušťkou vrstvy (2 mikrometry) a průměr se pohyboval okolo 1,3 mikrometru. Jelikož pilířky jsou monokrystalické, výsledky silně závisí na krystalografické orientaci pilířku. Orientace byla určena pomocí EBSD. Křivky napětí deformace byly získány ve dvou reprezentacích.
|
|
|
Měření mechanických vlastností tenkých vrstev pomocí nanokomprese
Kuběna, Ivo ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš ; Kruml, Tomáš
Meření mechanických vlastností mikrometrických objektů stále není běžná záležitost. Tato práce popisuje možnost meření mechanických vlastností tenkých vrstev použitím nanokomprese. Válcové vzorky s osou kolmou k rovině tenké vrstvy byly připraveny pomocí fokusovaného iontového svazku. Tyto vzorky byly deformovány pomocí nanoindentoru s plochým hrotem. Byly získány kompresní křivky, ze které je možno přímo měřit mez kluzu a deformační zpevnění. Pro stanovení Youngova modulu je třeba použít analýzu pomocí metody konečných prvků. Je ukázáno, že Youngův modul lze stanovit docela přesně, ačkoliv geomtrie vzorků není dokonalá.
|
host ::
RSS.