|
|
Technologie galvanické anodizace neželezných kovů a slitin
Remešová, Michaela ; Hadraba,, Hynek (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zaměřuje na teoretický popis technologie anodické oxidace hliníku, hořčíku, zinku a jejich slitin. V práci jsou podrobně popsány metody tvorby oxidické vrstvy a chemické procesy, ke kterým během anodizace dochází. Experimentální část práce se zabývá tvorbou oxidických vrstev na hliníku, hořčíku a zinku o vysoké čistotě za různých podmínek. U všech tří materiálů byly vytvořeny oxidické vrstvy různých tlouštěk. Hliník byl anodizován v lázni 10% H2SO4, hořčík v lázni 1 mol/dm3 NaOH a zinek 0,5 mol/dm3 NaOH. Procesy probíhaly za laboratorní teploty. Na hliníku byla vytvořena souvislá oxidická vrstva. Dále bylo ověřeno pravidlo „312“, které lze orientačně použít pro výpočet tloušťky vzniklé oxidické vrstvy na hliníku. V případě hořčíku použitím nižšího proudu 0,08 a 0,2 A vznikají tmavě zabarvené vrstvy než při volbě vyššího proudu 0,5 A. S rostoucím napětím dochází u hořčíku ke vzniku členitější struktury oxidické vrstvy. Dále bylo u hořčíku pozorováno, že výsledná vrstva se skládá ze dvou subvrstev. U zinku lze vytvořit černě zabarvenou vrstvu při použití napětí 20 V a proudu 0,4–0,5 A. Ve vrstvě byly pozorovány opět dvě subvrstvy. Za nižšího proudu a napětí (0,05 A, 0,17 V) nedochází u zinku ke tvorbě vrstvy, ale dochází ke krystalografickému leptání.
|
|
|
Nízkocyklová únava niklové superslitiny IN713LC s TBC vrstvou za vysokých teplot
Machala, Jan ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Juliš, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá nízkocyklovou únavou niklové superslitiny IN713LC s aplikovanou TBC bariérou za vysoké teploty. Teoretická část práce je rozdělena do čtyř částí. První je zaměřena na popis únavového poškození. Druhá poskytuje základní charakteristiku niklových superslitin. Třetí část popisuje nejdůležitější používané ochranné povrchové vrstvy - difúzní vrstvy a tepelné bariéry a poslední čtvrtá vliv těchto vrstev na únavové vlastnosti. Experimentální část je zaměřena na vyhodnocení zkoušek nízkocyklové únavy a na objasnění mechanismu iniciace a šíření únavových trhlin. Únavové vzorky pro experimentální část práce byly připraveny metodou přesného lití pomocí vytavitelného modelu. TBC bariéra byla aplikovaná technologií atmosférického plazmatického nástřiku a skládá ze dvou subvrstev - spodní vazebné vrstvy typu CoNiCrAlY a horní keramické vrstvy typu YSZ. Zkoušky nízkocyklové únavy proběhly v režimu řízené deformace při teplotě 900°C. Fraktografické hodnocení lomových ploch bylo provedeno s použitím světelné a elektronové mikroskopie. Byl určen vliv aplikované bariéry na únavovou životnost - parametry Manson-Coffinovy a Basquinovy křivky. Dále byla získána cyklická deformační křivka, křivky změkčení/zpevnění a byl určen tranzitní počet cyklů. Získané parametry a hodnoty z únavových zkoušek byly porovnány s dostupnými daty z únavových zkoušek superslitiny IN713LC bez aplikované vrstvy a s aplikovanou difúzní vrstvou typu AlSi za vysokých teplot. V rámci fraktografického hodnocení byly stanoveny místa iniciace na lomových plochách a diskutován vliv aplikované vrstvy na iniciaci a šíření únavových trhlin. Pomocným nástrojem bylo hodnocení podélných řezů pomocí rastrovací elektronové mikroskopie.
|
|
|
Struktura a vlastnosti slinutých karbidů
Novotná, Hana ; Klakurková, Lenka (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá strukturou a vlastnostmi slinutých karbidů. Rešeršní část se týká vývoje slinutých karbidů, jejich složení a struktury, různých dalších vyskytujících se typů karbidů, jednotlivých kroků výroby slinutých karbidů, technologie slinování a také alternativních materiálů pro řezné nástroje. Experimentální část se zabývá slinutými karbidy se složením WC-Co a je zjišťovaná závislost koercitivní síly na velikosti zrn WC a na množství obsahu kobaltu. Práce popisuje měření pro určení velikosti zrn WC a měření koer-citivní síly, jedné ze základních vlastností slinutých karbidů.
|
|
| |
|
|
INFLUENCE OF THE DEPOSITION PARAMETERS ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF HVOF SPRAYED WC-CRC-NI COATING
Vražina, Tomáš ; Šulák, Ivo ; Poloprudský, Jakub ; Zábranský, K. ; Gejdoš, P. ; Hadraba, Hynek ; Čelko, L.
This paper investigates the influence of thermal spray parameters of the high-velocity oxygen fuel (HVOF) process on the properties of cermet coatings prepared from commercially available Amperit 551 WC-CrC-Ni powder. Three different processing parameters were applied to optimize the production process with the aim to achieve preeminent mechanical properties and fully dense material without microstructural defects. The deposition was carried out by a GLC5 gun. The velocity and temperature of powder particles in the spray stream were monitored by Accuraspray Tecnar diagnostic tool. The quality of deposited coatings was analyzed by means of light microscopy, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction. The chemical composition of the used powder and sprayed WC-CrC-Ni coating was determined by energy dispersive spectroscopy. It was found that the spray parameters have a negligible effect on the resulting microstructure and phase composition of the coating. However, the porosity and surface roughness were significantly affected by the variation in process parameters. To assess the basic mechanical properties of HVOF sprayed coating instrumented Vickers hardness measurements were utilized. The coating hardness reached mean values over 1400 HV 0.1 and the indentation modulus varied from 152-279 GPa.
|
|
|
Advanced hydrophobic and hydrophilic surface treatments for non-nuclear energetics
Komarov, Pavel ; Ctibor,, Pavel (oponent) ; Pawlowski, Lech (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Particular interest is given to solid surfaces with specific wetting behavior (hydrophilic/superhydrophilic and hydrophobic/superhydrophobic) due to their wide range of potential applications such as drag-reducing, anti-icing/de-icing, corrosion-resistant, anti-biofouling, self-cleaning, etc. surfaces. However, the production ways of such coatings are sophisticated multi-step procedures, which are expensive and do not provide sufficient robustness of the hydrophilic/hydrophobic wetting behavior. The doctoral thesis is focused on (i) the development of a technological way to fabricate hydrophilic/hydrophobic coatings from wear-resistant materials utilizing thermal spraying technology; (ii) a detailed investigation of deposited coatings, analysis of their mechanical properties and the robustness of their wetting behavior. The first part of the thesis represents a theoretical background on the wetting behavior, surface free energy, hydrophilic/superhydrophilic and hydrophobic/superhydrophobic coatings and thermal spraying technology. In the second part, Al2O3, Cr2O3-SiO2-TiO2, YSZ and WC-Co-Cr plasma-sprayed coatings were fabricated, and their wetting behavior was analyzed concerning their surface topography. Furtherly, several YSZ coatings with lamellar and columnar microstructures were studied to investigate the role of the microstructure on their wetting behavior. The effect of RF-plasma jet surface treatment is also presented. Finally, three different powder feedstocks of WC-Co-Cr were utilized to fabricate wear-resistant coatings with the so-called multi-scale surface topography. It was found that the combination of a coarse powder with ultra-fine (~500 nm) WC particles provides an optimal surface topography with a very high hydrophobicity that furtherly can be tuned into the superhydrophobic state after the additional Si-oil treatment. In the last part, the robustness of the wetting behavior of WC-Co-Cr samples was estimated by the slurry abrasion response test and the cavitation erosion resistance test.
|
|
|
Structure and properties of Hydroxyapatite-Magnesium composites produced by the means of current assisted infiltration sintering
Casas Luna, Mariano ; Obrtlík,, Karel (oponent) ; Georgarakis, Konstantinos (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Magnesium and calcium phosphate composites are promising materials to create biodegradable and load-bearing implants for bone regeneration. The present work is focused on the design, processing and characterization of interpenetrated magnesium / calcium phosphate (Mg/CaP) composites. Calcium phosphates such as, hydroxyapatite (HA), calcium-deficient HA (CDHA) and tricalcium phosphate (TCP) were synthetized and used for the production of controlled porous scaffolds by means of robocasting technique. The final porous preforms with an orthogonal grid arrangement and internal macro-pores of ~500 µm were obtained and sintered at 1100 C for 5 h. The Mg/CaP interpenetrated composites were obtained by infiltrating the porous ceramic scaffolds with pure Mg and Mg alloys containing low amounts of calcium or zinc, i.e. Mg – 0.2 wt.% Ca and Mg – 1 wt.% Zn. The infiltration was carried out using a here-developed and recently introduced technique referred to as Current-Assisted Metal Infiltration (CAMI). The CAMI methodology allowed the infiltration of porous ceramic preforms with a molten metal in less than 15 minutes. Fast melting and final solidification of the Mg/CaP composites was achieved with the assistance of pulsed electrical current. The final interpenetrated composites were physicochemically characterized by means of scanning electron microscopy, X-ray computed micro-tomography, X ray diffraction and optical microscopy in order to determine the phase distribution and the interaction between the materials. In addition, the mechanical resistance under compression, the degradation rate by different techniques, and the biocompatibility of the produced composites were evaluated in an attempt to introduce these types of materials as potential degradable biomaterials for use in the manufacturing of plates and/or screws for orthopaedics.
|
|
|
The role of microstructure on wettability of plasma sprayed yttria stabilized zirconia coatings
Komarov, P. ; Čelko, L. ; Remešová, M. ; Skorokhod, K. ; Jech, D. ; Klakurková, L. ; Slámečka, K. ; Mušálek, Radek
Atmospheric plasma spraying utilizing initial powder materials in micrometric size has been successfully used for various applications in different fields of the industry over the past several decades. Nowadays, the new trend in plasma spraying is to use sub-micron or nano-sized powder feedstocks in the form of colloidal suspension. This relatively new technology enables to obtain specific types of dense vertically cracked, fully dense or columnar microstructure. The aim of this work is to investigate the influence of coatings microstructure and topography on its water wetting properties. Two different microstructures, i.e. lamellar and columnar, were sprayed from chemically the same yttria-stabillized zirconia (YSZ) ceramics powders by the means of conventional atmospheric plasma spray and suspension hybrid water stabilized plasma spray techniques, respectively. Microstructural and phase composition of the initial powders and as-sprayed coatings were investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques. Topography of coatings surface was measured by means of non-contact optical profilometry. The YSZ coatings wettability was evaluated based on water droplet contact angle using Sessile droplet method. The coatings microstructure reveals the important role in the change of droplet contact angle, where lamellar microstructure was found close to hydrophilic-hydrophobic transition and columnar microstructure was found superhydrophobic
|
|
| |
|
|
Struktura a vlastnosti povlaků připravovaných PVD technologií
Doubrava, Marek ; Horynová, Miroslava (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Předkládaná práce je zaměřena na studium DLC vrstev 3. generace vyráběné firmou Platit a.s. Vrstvy jsou deponovány během nereaktivního filtrovaného PVD obloukového procesu. Cílem je zjistit vliv záměny držáku substrátu s různým odvodem tepla na výsledné vlastnosti vrstev. Záměna je motivována čistě ekonomickou snahou o zvýšení produktivity procesu. Teoretická část pojednává o principech procesu PVD depozice, charakteristice tenkých vrstev, DLC vrstvách a materiálech pro řezné nástroje. Experimentální část práce zahrnuje popis přístrojů a metod použitých pro analýzu vzorků. Její součástí je také stručný popis průběhu a podmínek každého experimentu. Získané výsledky ať už z hlediska tloušťky vrstev, adheze nebo podílu sp^3 vazeb odpovídají předpokládaným výsledkům.
|
host ::
RSS.