|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (referee) ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných těles se pohybuje těsně pod 40 %, což je v tomto případě téměř dvojnásobek ve srovnání s totožnými materiály na bázi netříděných surovin. Výsledky rovněž ukazují, že materiály na bázi strusky vykazují nižší porozitu než ty na bázi popílku, což je patrně způsobeno rozdílnou morfologií částic obou materiálů – částice strusky jsou nepravidelně hranaté a částice popílku kulaté. V průběhu experimentální činnosti byla pozorována tvorba výkvětů u materiálů na bázi elektrárenských popílků. Pomocí Energo-disperzní spektroskopické analýzy (EDS) byly výkvěty identifikovány jako hydroxid sodný procházející karbonatací za účasti vzdušného CO2. Test permeability vyžadoval, kvůli velmi jemné povaze porézní struktury, přípravu asymetrických filtračních přepážek. Tyto přepážky dosáhli propustnosti 138 L/h.m2.bar pro vodu a 1320 L/h.m2.bar pro vzduch.
|
|
|
Plasmachemical processing of fibrous reinforcements for polymer composites
Knob, Antonín ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
The diploma thesis is aimed at coating of glass fibers using tetravinylsilane as a monomer by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). The surface modified fibers were used as reinforcements for unsaturated polyester resin to form composites of controlled interphase. Chemical and mechanical properties of thin films were controled by the effective power. Determination of fiber-matrix adhesion and an influence of polymer-interface on mechanical properties of composites were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and microindentation technique using Interfacial Testing System (ITS) enabling to measure the interfacial shear strength.
|
|
|
Synthesis and Analysis of Composite Oxide Ceramics in Presence of Nonconventional Energetic Fields
Bartoníčková, Eva ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
Synthesis and bulk analysis of composite ceramic oxide materials and materials with perovskite-defect structure is presented within this work. Syntheses of these advanced ceramics materials were carroed out by using of nonconventional techniques (microwave-assisted hydrothermal synthesis and polycondensation techniques) and by conventional mechanochemical activation followed by high temperature solid state reaction. X-Ray difraction (XRD), Rietveld analysis, scaning microscopy (SEM), microalysis EDS-SEM, thermal analysis (TG), infrared spectroscopy (IR), determination of particles size and specific surface area were used for description of synthesized products. In case of perovskite system based on La-Sr-Fe-Ti-O electrochemical properties were studied. Part of work was focused on chemical analysis of synthesized composite oxide materials and decomposition hard structured products by using of nonconventional fields.
|
|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (referee) ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných těles se pohybuje těsně pod 40 %, což je v tomto případě téměř dvojnásobek ve srovnání s totožnými materiály na bázi netříděných surovin. Výsledky rovněž ukazují, že materiály na bázi strusky vykazují nižší porozitu než ty na bázi popílku, což je patrně způsobeno rozdílnou morfologií částic obou materiálů – částice strusky jsou nepravidelně hranaté a částice popílku kulaté. V průběhu experimentální činnosti byla pozorována tvorba výkvětů u materiálů na bázi elektrárenských popílků. Pomocí Energo-disperzní spektroskopické analýzy (EDS) byly výkvěty identifikovány jako hydroxid sodný procházející karbonatací za účasti vzdušného CO2. Test permeability vyžadoval, kvůli velmi jemné povaze porézní struktury, přípravu asymetrických filtračních přepážek. Tyto přepážky dosáhli propustnosti 138 L/h.m2.bar pro vodu a 1320 L/h.m2.bar pro vzduch.
|
|
|
Synthesis and Analysis of Composite Oxide Ceramics in Presence of Nonconventional Energetic Fields
Bartoníčková, Eva ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Cihlář, Jaroslav (advisor)
Synthesis and bulk analysis of composite ceramic oxide materials and materials with perovskite-defect structure is presented within this work. Syntheses of these advanced ceramics materials were carroed out by using of nonconventional techniques (microwave-assisted hydrothermal synthesis and polycondensation techniques) and by conventional mechanochemical activation followed by high temperature solid state reaction. X-Ray difraction (XRD), Rietveld analysis, scaning microscopy (SEM), microalysis EDS-SEM, thermal analysis (TG), infrared spectroscopy (IR), determination of particles size and specific surface area were used for description of synthesized products. In case of perovskite system based on La-Sr-Fe-Ti-O electrochemical properties were studied. Part of work was focused on chemical analysis of synthesized composite oxide materials and decomposition hard structured products by using of nonconventional fields.
|
|
|
Plasmachemical processing of fibrous reinforcements for polymer composites
Knob, Antonín ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
The diploma thesis is aimed at coating of glass fibers using tetravinylsilane as a monomer by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). The surface modified fibers were used as reinforcements for unsaturated polyester resin to form composites of controlled interphase. Chemical and mechanical properties of thin films were controled by the effective power. Determination of fiber-matrix adhesion and an influence of polymer-interface on mechanical properties of composites were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and microindentation technique using Interfacial Testing System (ITS) enabling to measure the interfacial shear strength.
|
guest ::
