|
|
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.
|
|
|
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
|
|
|
Possible way to prepare nanoparticles from aerosols released at plasma deposition
Brožek, Vlastimil ; Mastný, L. ; Moravec, Pavel ; Ždímal, Vladimír
During plasma deposition of powdered metals or inorganic compounds using WSP® generator, they interact with the plasma having temperature between 25000 and 30000 K. As a result, they melt, evaporate, thermally decompose, get ionized and/or react chemically both with plasma-forming medium and with the surrounding atmosphere or carrier gas. An experimental apparatus was constructed enabling us to capture aerosol particles emitted from the surface of the free flying particles (FFP) heated in a stream of plasma. In this work we studied content, composition and size distribution of nanosized particles of Ag and oxides of Al, Ti, Cr and W, released during plasma deposition process. These particles were analyzed by dynamic light scattering - photon correlation spectroscopy using instrument MALVERN, and with aerosol spectrometers SMPS 3936 and APS 3321.Concentration of aerosols containing nanoparticles of silver or metal oxides with diameters below 100 nm was found to be in the range 85 to
|
|
|
Improving Bond Strenght between Carbon Steel and Plasma Sprayed Ceramics by Phosphating Process
Pokorný, P. ; Brožek, Vlastimil ; Mastný, L.
Phosphating is currently the highest standard of surface treatment before painting in the vehicle industry. Excluded phosphate crystal layer is due to its high porosity absorbing not only paints but also oil and lubricants that can reliably maintain the surface. Improved bond strenght in the case of coatings exposed in the humid atmospheres in comparison with multiple non-coated surface. Focus of this work is an effort to improve the bond strenght between the diferent plasma-sprayed coatings materials and carbon steel using different phosphate coatings. Because most of the eliminated phosphate crystallizes with four crystal waters the samples was covered by zinc-calcium phosphate, which crystallizes with only two waters [scholzite: Zn2Ca(PO4)2 . 2H2O] and coated from bath of „three-cationts“ phosphate due to the large thickness of the coating and compaction [fosfofylit: Zn2Fe(PO4)2 . 4 H2O]. They decided test for measuring the quality of bond strebght between coating and steel
|
|
| |
|
|
Keramické povlaky připravené metodou LPPS
Brožek, Vlastimil ; Kutílek, Zdeněk ; Bertolissi, Gabriele ; Mastný, L.
Metodou LPPS (Liquid precursor plasma spraying) byly z vodných roztoků chromanu a vanadičnanu amonného připraveny keramické nanokrystalické povlaky na ocelových i keramických substrátech, byla studována jejich struktura a ověřovány podmínky vnášení kapalných prekurzorů do proudu vodou stabilizovaného plazmatu. Nano-povlaky a jejich dokonalé pokrytí povrchu substrátů je nepřímo úměrné koncentraci prekurzoru a především závislé na geometrickém uspořádání depozičního zařízení, v němž dochází ke složitému vícestupňovému procesu zpracování prekurzoru v průběhu jednotek milisekund.
|
|
|
Procesy vzniku nanočástic v proudu nízkoteplotního plazmatu
Brožek, V. ; Mastný, L. ; Moravec, Pavel ; Neufuss, Karel ; Ondráček, Jakub ; Ždímal, Vladimír
V příspěvku je popsán vznik nanoprášků oxidů titanu, oxidů chromu a elementárního stříbra interakcí titanových, chromitých a stříbrných prekurzorů v proudu kyslíko-vodíkového plazmatu při teplotách nad 25000 K. Produkty velikosti 25 – 300 nm jsou zachycovány na kovových terčích a ve vodních filtrech a separovány v ultra-odstředivkách. Pro detailní studium rozdělení velikosti aerosolových nanočástic byl v této práci nasazen nejmodernější aerosolový spektrometr SMPS 3936, pracující v rozsahu velikostí 14 - 700 nm. Abychom pokryli co nejširší rozsah velikostí, byl tento spektrometr doplněn o Aerodynamický třídič částic APS 3321, pracující ve velikostním rozmezí 500 – 20000 nm. Oba spektrometry vzorkovaly aerosol paralelně s časovým rozlišením 3 minuty. V práci jsou diskutovány procesní podmínky produkce anorganických nanočástic definovaného složení pomocí plazmových generátorů.
Plný text:  PDF
|
host ::
RSS.