|
|
Dvojstupňové slinování pokročilých keramických materiálů s různými krystalovými strukturami
Žalud, Pavel ; Trunec, Martin (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Byl studován vliv procesu dvojstupňového slinování (TSS) na finální mikrostrukturu keramických materiálů s třemi různými krystalovými strukturami. Tetragonálního oxidu zirkoničitého (stabilizovaného 3mol%Y2O3, velikost částic 90nm a 140nm) a kubického oxidu zirkoničitého (8mol%Y2O3, 70nm), prášky byly zastudena izostaticky lisovány a slinovány různými postupy ohřevu. Mikrostruktury dosažené metodou TSS byly srovnávány s mikrostrukturami dosaženými konvenčním jednostupňovým slinováním (SSS). Výsledky ukázaly, že efektivita metody TSS pro použité materiály byla více závislá na jejich krystalové struktuře než na velikosti jejich částic a mikrostruktuře výchozího tělesa. Metoda TSS přinesla jen zanedbatelné zlepšení mikrostruktury tetragonálního oxidu zirkoničitého. Na druhé straně měla metoda TSS úspěch při slinování kubického oxidu zirkoničitého, které vedlo až ke dvojnásobnému snížení velikosti zrn.
|
|
|
Příprava a vlastnosti transparentních polykrystalických keramických materiálů
Tásler, Jan ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a vlastnostmi transparentních polykrystalických keramických materiálů na bázi Al2O3. Teoreticky jsou představeny nejdůležitější technologické aspekty přípravy těchto materiálů. Detailní pozornost je věnována transparentní Al2O3 polykrystalické keramice dopované prvky vzácných zemin. Na vzorcích Al2O3 dopovaných a kodopovaných dysprosiem, terbiem a chromem je zkoumán vliv mikrostrukturních parametrů na výsledné optické vlastnosti (vyjádřené veličinou RIT). Pozorován je výrazný vliv průměrné velikosti zrn na propustnost světla u všech připravených vzorků. Nejvyšší hodnoty RIT = 55 % (měřené laserovým paprskem s vlnovou délkou 632,8 nm) bylo dosaženo optimalizovaným procesem přípravy pro vzorek dopovaný 0,05 at. % dysprosia. U všech vzorků jsou rovněž rozebírány fotoluminiscenční vlastnosti. Naměřená fotoluminiscenční emisní spektra odpovídají aktivaci dopujících prvků. V případě terbiem a chromem kodopovaných vzorků se prokázaly rozdíly v aktivaci jednotlivých dopantů v závislosti na rozdílné excitační vlnové délce, což mělo za následek rozdílné barevné emise pro rozdílné excitační vlnové délky.
|
|
|
Vliv rychlosti ohřevu na dvojstupňové slinování pokročilých keramických materiálů
Klevetová, Tereza ; Maca, Karel (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Poslední dobou vzrůstá zájem o nové technologie a postupy týkající se zlepšení mikrostruktury pokročilých keramických materiálů. Jednou z nejvíce používaných metod je dvoustupňové slinování (Two step sintering, TSS), dále pak metoda rychlého ohřevu (Rapid rate sintering, RRS) a metoda Spark plasma sintering (SPS). V rámci této bakalářské práce byla provedena řada experimentů pro výzkum vývoje mikrostruktury propojením metody dvoustupňového slinování s metodami Rapid rate sintering a beztlaké Spark plasma sintering. Cílem práce bylo zjištění vlivu rychlosti ohřevu na velikost výsledné relativní hustoty a průměrné velikosti zrna, a to pro keramické materiály na bázi ZrO2. Výsledky práce ukazují, že u materiálu ZrO2 dopovaného 3 mol.% Y2O3 (TZ-3Y) byl zjištěn výskyt „core-shell“ struktury, což má za následek vznik nehomogenní mikrostruktury s plně zhutněným povrchem a pórovitým středem. V případě ZrO2 dopovaného 8 mol.% Y2O3 (TZ-8Y) byla tato struktura zjištěna jen v určitých případech, a to při vyšších rychlostech ohřevu, a současně bylo zjištěno, že konečná relativní hustota klesala s rostoucí rychlostí ohřevu. Při využití kubického ZrO2 s větší velikostí zrn (TZ-8YSB) se „core-shell“ struktura nevyskytovala, nicméně vždy bylo dosaženo nižší relativní hustoty cca 98 % t.d. bez ohledu na aplikovaný teplotní profil. Nejlepších výsledků bylo dosaženo u materiálu TZ-8Y při využití dvoustupňového slinování i metody rychlého ohřevu, kdy bylo dosaženo menší velikosti zrna než při slinování konvenčními metodami provedeném jinými autory. Rozdíl ve velikosti zrna byl však pouze v rámci směrodatné odchylky. V rámci práce tedy nebyl prokázán pozitivní vliv slinování metodou rychlého ohřevu na výslednou velikost zrn.
|
|
|
Slinování pokročilých keramických materiálů
Průdek, Miloš ; Trunec, Martin (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
V předložené diplomové práci bylo studováno slinování hexagonálního Al2O3 a kubického MgAl2O4 pomocí slinovacích cyklů složených z beztlakého předslinutí metodou dvojstupňového slinování s následným doslinutím s využitím tlaku (HIPováním). Cílem bylo pokusit se snížit (při zachování vysoké dosažené hustoty) střední velikost zrn a tím zvýšit tvrdost keramiky popř. optickou transparenci. Hlavní úsilí bylo věnováno optimalizaci předslinutí pomocí různých slinovacích cyklů. Přestože bylo vyzkoušeno velké množství různých kombinací teplot a prodlev dvojstupňového slinování, nepodařilo se výrazným způsobem zvýšit výslednou tvrdost vzorků. V případě kubického MgAl2O4 bylo dosaženo hustot blížících se teoretické hustotě, což se projevilo v optické transparentnosti vzorků.
|
|
|
Transparentní polykrystalické keramické materiály s kubickou strukturou
Kučera, Jan ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Předložená práce je zaměřena na studium vlivu parametrů přípravy na optické vlastnosti polykrystalického kubického ZrO2 (stabilizovaného 8 mol.% Y2O3). Dále se práce zabývá dopováním kubického ZrO2 pomocí TiO2 a jeho vlivem na luminiscenční vlastnosti ZrO2. Zkoumané vzorky byly připraveny pomocí uniaxiálního lisování (10 MPa), následného izostatického lisování za studena (300 a 700 MPa), beztlakého slinování (1340–1380 °C, 10 min) a izostatického lisování za horka (1200–1400 °C, 4 hod, 200 MPa). V práci bylo prokázáno, že na optické vlastnosti má zásadní vliv teplota izostatického lisování za horka, tloušťka vzorku a také vlnová délka dopadajícího záření. Bylo dosaženo maximální přímočaré optické propustnosti 68,8 %, což je 90,5 % z teoretického limitu pro kubický ZrO2 při vlnové délce dopadajícího záření 632,8 nm. K přípravě dopovaného ZrO2 byla využita metoda nasákání keramického polotovaru za sníženého tlaku a metoda míchání prášků. Maximum excitačního spektra se s dopováním posunulo z 295 nm (4,20 eV) pro nedopované ZrO2 na 320 nm (3,87 eV) pro dopované vzorky. Dopování vedlo ke zvýšení intenzity emise oproti čistému ZrO2 až 23krát. Maximální intenzity emise při vlnové délce 545 nm bylo dosaženo u vzorků dopovaných nasákáním s nominálním obsahem 0,1 mol.% TiO2.
|
|
|
Studium vývoje pórů při slinování pokročilých oxidových keramických materiálů
Spusta, Tomáš ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Predložená bakalárska práca má za úlohu experimentálne stanoviť chovanie pórov pri prechode od otvorenej k uzatvorenej pórovitosti v oxidických keramických materiáloch (Al2O3, t-ZrO2, c-ZrO2). Boli použité komerčne vyrábané keramické práškové materiály s rôznou veľkosťou počiatočných častíc od rôznych výrobcov (Al2O3 – AKP30, REYNOLDS, TAIMICRON; ZrO2 + 3 mol.% Y2O3 – TZ3Y, TZ3YSB; ZrO2 + 8 mol.% Y2O3 – TZ8Y, TZ8YSB). Vzorky boli izostaticky lisované tlakmi 100MPa a 300MPa a spekané bez použitia tlaku do relatívnych hustoty 88-96 %. Z výsledkov vyplýva, že na evolúciu pórov má rozhodujúci vplyv typ materiálu a že k uzatvoreniu pórovitosti dochádza u kubického ZrO2 pri relatívnej hustote asi 91-92 %, u tetragonálneho ZrO2 pri relatívnej hustote asi 92-93 % a u Al2O3 pri relatívnej hustote asi 94 %, a to nezávisle na lisovacom tlaku a veľkosti počiatočných častíc keramického prášku.
|
|
|
Příprava transparentní pokročilé keramiky na bázi Al2O3.MgO
Chvíla, Martin ; Maca, Karel (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Keramické materiály se všeobecně vyznačují vysokou tvrdostí, vysokým modulem pružnosti, vynikající odolností vůči abrazi atd. Díky těmto vlastnostem nachází uplatnění, mimo jiné, v opticky transparentních aplikacích. Ideální formou transparentního materiálu je monokrystal. Výroba monokrystalů je však drahá a/nebo časově náročná. Z tohoto hlediska je vhodnější polykrystalická keramika. Výroba polykrystalické transparentní keramiky však s sebou nese komplikace, jakými jsou například porozita, nevhodná velikost zrn a nedostatečná čistota. Tyto okolnosti mohou být řešeny použitím slinovacích aditiv. V rámci této diplomové práce byla sepsána rešerše moderních technologií slinování pokročilé keramiky a vlivu polykrystalické mikrostruktury materiálů na jejich optické vlastnosti. Experimentální část diplomové práce se zabývá parametry přípravy polykrystalické pokročilé keramiky na bázi Al2O3MgO a studiem jejích optických vlastností. Pomocí optimálního slinovacího cyklu byly slinuty keramické vzorky hořečnato-hlinitého spinelu se slinovacími aditivy LiOH o obsahu 0; 0,3 a 0,6 hmotnostních % technologií Spark Plasma Sintering. Tímto zpracováním bylo dosaženo plně zhutněných slinutých vzorků polykrystalického hořečnato-hlinitého spinelu s výhodnými optickými vlastnostmi pro záření viditelného spektra. Bylo provedeno měření skutečné přímé propustnosti záření RIT (pro světlo vlnové délky 633 nm naměřeno až 84 %) a celkové dopředné propustnosti TFT (naměřeno více než 83 % nad 860 nm). Rozhodujícím faktorem z hlediska optických vlastností keramiky se slinovacími přísadami byla délka slinování na vysokých teplotách a čistota vstupního keramického prášku.
|
|
|
Rychlé slinování pokročilých keramických materiálů
Prajzler, Vladimír ; Salamon, David (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá rychlým slinováním pokročilých keramických materiálů, a to tetragonálního ZrO2 a Al2O3 v konvenční odporové peci. Tento přístup je umožněn speciální superkantalovou pecí schopnou vyvinout rychlosti ohřevu až 200 °C/min. Rychlým slinováním byly získány vzorky s relativní hustotou vyšší než 93 % u ZrO2, resp. 97 % u Al2O3, a to bez vytvoření trhlin v tělesech. Dosažené relativní hustoty v případě tetragonálního ZrO2 byly vyšší u vzorků s většími póry v keramickém polotovaru. Toto chování je odlišné od konvenčního slinování a vede k úvahám o přenosu tepla zejména radiací.
|
|
|
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.
|
|
|
Syntéza funkčních keramických práškových materiálů
Čípová, Eva ; Maca, Karel (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Tématem bakalářské práce jsou elektrokeramické materiály, konkrétně materiály na bázi perovskitů. Teoretická část popisuje elektrokeramické materiály, jejich aplikace a možnosti jejich syntéz. Experimentální část je zaměřena na syntézy barium stroncium titanátu metodami v kapalném prostředí a v pevné fázi. Připravené prášky byly charakterizovány z hlediska morfologie, fázového složení a slinovatelnosti částic. Bylo zjištěno, že metodami v kapalné fázi, zejména precipitací, byly připraveny slabě aglomerované částice s jednofázovým složením, perspektivní pro přípravu hutné objemové keramiky.
|
host ::
RSS.