|
|
Pokročilé abrazivzdorné povlaky pro vakuové systémy
Hégr, Eduard ; Kudláček,, Petr (oponent) ; Hrubý, Vojtěch (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na výzkum pokročilých povrchových úprav, které mají přímý vliv na zvyšování užitných vlastností vakuových systémů (např. snížení opotřebení jednotlivých součástí vývěvy, netečnost povrchu vůči agresivním plynům/molekulám), ale taktéž mohou sekundárně ovlivnit i jiné významné vlastnosti vývěvy (např. snížení teploty vývěvy). Studované vrstvy/povlaky jsou rozdělené do tří oblastí (i) tvrdá anodická vrstva, (ii) tvrdá anodická vrstva s PTFE povlakem a (iii) DLC povlak. Výchozím materiálem (substrátem) je slitina na bázi hliníku, která se pro tento účel využívá. V rámci předložené práce byl prokázán vliv na zvýšení materiálově-fyzikálních vlastností jako např. zvýšení tvrdosti a otěruvzdornosti povrchu po aplikaci anodické vrstvy s PTFE povlakem. Teoretická část popisuje základní principy přípravy abrazivzdorných vrstev/povlaků a zároveň seznamuje s fyzikou vakua a základními principy se získáváním vakua, které podávají ucelený obraz o významnosti věnování se pokročilým povlakům. Experimentální část je rozdělena na zhodnocení mikrostruktury materiálu vzorků a druhá část je zaměřená experimenty potřebné k získání/proměření potřebných vlastností, které mohou být dále využity pro predikci poškozování vrstev/povlaků.
|
|
|
Povrchové úpravy valivých ložisek
Kubelka, Milan ; Klakurková, Lenka (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Ložiska jsou jedním z nejvíce rozšířených konstrukčních prvků, umožňující vzájemný pohyb součástí a současně i přenos působícího zatížení. K základním požadavkům kladeným na součásti valivých ložisek patří zejména zvýšení odolnosti proti kontaktní únavě, snížení koeficientu tření mezi valivými tělísky a ložiskovými kroužky, zvýšení tvrdosti a otěruvzdornosti funkčních ploch, odolnost proti opotřebení, antikorozní ochrana a v neposlední řadě také elektrické a optické vlastnosti. Protože výroba ložisek z materiálů, které disponují těmito vlastnostmi, by byla značně nákladná, využívají se pro zlepšování mechanických vlastností povrchové úpravy. Hlavní náplní této bakalářské práce je popis a hodnocení technologií vhodných pro povrchové úpravy valivých ložisek, přičemž zvýšená pozornost je věnována těm typům PÚ, které ve spolupráci se SVÚM budou podrobněji zkoumány v experimentální části této práce (zejména polymerní nástřiky, fosfátové vrstvy a vrstvy typu DLC). Vyhodnocení opotřebení různých typů povlaků po tribologických zkouškách bylo provedeno pomocí rastrovací elektronové mikroskopie.
|
|
|
Návrh koncepce a vývoj jednoúčelového rastrovacího elektronového mikroskopu
Foret, Zdeněk ; Vašina, Radovan (oponent) ; Starý,, Vladimír (oponent) ; Svoboda, Milan (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Elektronová mikroskopie se stala nepostradatelnou složkou v mnoha vědních oborech, kde napomáhá k novým objevům. Samotná mikroskopie je stále rozvíjena a jsou překonávány limity, jež se zdály být nepřekonatelné. Přístroje se stávají uživatelsky pohodlnější a jejich mobilita umožňuje flexibilní použití v terénu. Předmětem této práce je návrh rastrovacího elektronového mikroskopu, výpočet magnetického obvodu imerzního objektivu kombinovaného s uzavřeným objektivem, teoretický výpočet rozlišení mikroskopu a konstrukční návrh řešení mechanické části mikroskopu s manipulátorem vzorku. Disertační práce pojednává o rozvoji elektronové mikroskopie a stručně shrnuje vývoj od samého počátku až do současnosti. Dále se také zabývá elektronovými zdroji, zvláště pak Shottkyho katodou, která má být hlavním předmětem pozorování navrženým přístrojem. Práce obsahuje popis výpočtu rozlišení mikroskopu. Je popsán výpočet rozlišení jako funkce rozložení hustoty proudu. Neméně zajímavou oblastí, které se dotýká teoretická část, je detekce signálu, popis několika druhů detektorů a možné zpracování signálu. Řešení disertační práce zahrnuje popis koncepce navrženého skenovacího elektronového mikroskopu s vysvětlením rozdělení funkce kombinovaného objektivu. Optické schéma ukazuje uspořádání elektronové optiky a rozdělení tlaku v komoře mikroskopu. Teoretická část se věnuje návrhu magnetického obvodu objektivu a výpočtu rozlišení mikroskopu pro daný rozsah pracovních vzdáleností. Byly řešeny dvě modifikace návrhu objektivu - uzavřený jednoduchý objektiv a kombinovaný objektiv uzavřený s imerzním, tvořící jeden celek. Výsledky obou modifikací jsou uvedeny pro možnost porovnání parametrů. Kombinovaný objektiv byl navržen s možností práce ve dvou módech, jako imerzní a uzavřený objektiv. Vychylovací systém je rozdělen též do dvou módů, a to jako jednopatrové vychylování pro uzavřený objektiv a dvoupatrové pro imerzní. K detekci signálu bude využito detektorů pro sekundární elektrony (SE) a zpětně odražené elektrony (BSE). Konstrukční ztvárnění mikroskopu je další obsáhlou částí, která zachycuje nejdůležitější konstrukční části mikroskopu. Obsahem technického řešení je trojrozměrný počítačový model, vytvořený v programu Autodesk Inventor, který zahrnuje i manipulátor vzorku poháněný piezoelektrickými posuvy.
|
|
|
Hodnocení povrchových a podpovrchových vlastností obráběného povrchu metodou analýzy Barkhausenova šumu (BNA)
Blažíček, Dominik ; Malec, Jiří (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vlivem operace frézování na výslednou integritu povrchu ozubených kol, která je měřena metodou analýzy Barkhausenova šumu. K řešení problému byly použity dvě série kol frézovaných různou technologií, ale za srovnatelných podmínek. Po výrobních operacích chemicko-tepelného zpracování a broušení byly provedeny analýzy integrity povrchu. Experimentem bylo zjištěno, že ovlivnění povrchové a podpovrchové vrstvy, způsobené frézováním, zůstává v materiálu i po operaci tepelného zpracování a broušení. Na základě těchto výsledků lze tvrdit, že frézování ovlivňuje výslednou integritu povrchu po TZ.
|
|
|
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.
|
|
|
Využití homogenizačního žíhání k potlačení segregace křemíku a niklu v LKG
Pavloušková, Zina ; Zemčík, Ladislav (oponent) ; Vřešťál, Jan (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na porovnání různých metod měření koncentrace přísadových prvků, založených na principu energiově disperzní spektrální analýzy, a na posouzení vhodnosti použití jednotlivých metod kvantitativního hodnocení heterogenity matrice LKG včetně konstrukce segregačních křivek, vyjádření rozdělovacích koeficientů a indexu heterogenity. Nově zavádí pojem „normovaný rozdělovací koeficient“. Prostřednictvím vyhodnocení značně rozsáhlého souboru experimentálních prací si klade za cíl prověřit možnost využití homogenizačního žíhání u LKG k odstranění segregace křemíku a zejména niklu jako perlitizační přísady a karbidotvorného prvku na hranici eutektické buňky. Výsledkem je potom návrh optimalizovaného postupu homogenizačního žíhání LKG z hlediska maximálního snížení segregace křemíku a niklu a s přihlédnutím k minimalizaci finančních nákladů a nebezpečí zhrubnutí zrna.
|
|
|
Příprava a strukturní stabilita nanokrystalických tepelných bariér
Jech, David ; Ctibor, Pavel (oponent) ; Ziegelheim, Jindřich (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Komplexní systémy tepelných bariér patří v současnosti mezi nejúčinnější povrchové úpravy nacházející praktické uplatnění v pozemních energetických turbínách a proudových leteckých motorech. V případě nejexponovanějších rotorových a statorových vysokoteplotních částí leteckých motorů tak bylo v kombinaci tepelné bariéry se systémem vnitřního chlazení dosaženo zvýšení provozní teploty o několik desítek stupňů celsia. V případě konvenčních tepelných bariér sestávajících ze svrchního povlaku na bázi ZrO2-Y2O3 a vazebného povlaku na bázi MCrAlY, pracujících na hranici materiálových limitů, je však velice obtížné dosáhnout dalšího zvýšení provozních teplot, byť jen o několik jednotek stupňů celsia. Pracovní teplota ve spalovací komoře leteckého motoru je úměrná jeho efektivitě a nepřímo úměrná celkové spotřebě paliva a produkci nežádoucích emisí CO2. Z tohoto důvodu je stále vynakládáno značné úsilí ve výzkumu a vývoji nových typů keramických povlaků, které jsou schopné dlouhodobě pracovat za extrémních podmínek. Napomáhají tak tomu i například nové přístupy návrhu vícevrstvých kompozitních systémů tepelných bariér, které umožňují obstát v požadovaném trendu růstu pracovních teplot leteckých motorů, a to zejména díky možnosti optimalizace vysokoteplotní odolnosti a vysoké životnosti. Jejich základnímu přehledu, vlastnostem, technologiím přípravy a způsobům testování je věnována teoretická část disertační práce. Experimentální část disertační práce je věnována optimalizaci přípravy konvenční ZrO2-Y2O3 / MCrAlY tepelné bariéry pomocí atmosférického plazmatického nástřiku a současně vývojem, přípravou a charakterizací nového vícevrstvého experimentálního kompozitního systému tepelné bariéry na bázi ZrO2-Y2O3-Al2O3-SiO2 / ZrO2-Y2O3 / MCrAlY, která v mikrostruktuře obsahuje oblasti amorfní a/nebo nanokrystalické. Strukturní stabilita, fázové transformace a růst tepelně indukovaného oxidu v konvenční i experimentální tepelné bariéře byl po optimalizaci parametrů depozice hodnocen testy vysokoteplotní izotermické oxidace a vysokoteplotní cyklické oxidace a na spalovacím testu. Konvenční i experimentální systémy tepelných bariér byly hodnoceny s využitím metod světelné mikroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie s energiově disperzní mikroanalýzou a pomocí rentgenové difrakce. Nově navržený experimentální vícevrstvý systém tepelné bariéry prokázal, v porovnání s konvenční tepelnou bariérou, nižší hodnotu tepelné vodivosti, pomalejší kinetiku růstu tepelně indukovaného oxidu, vyšší strukturní stabilitu a celkově v rámci všech provedených vysokoteplotních testů vyšší životnost.
|
|
| |
|
| |
|
|
Pokročilé abrazivzdorné povlaky pro vakuové systémy
Hégr, Eduard ; Kudláček,, Petr (oponent) ; Hrubý, Vojtěch (oponent) ; Švejcar, Jiří (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na výzkum pokročilých povrchových úprav, které mají přímý vliv na zvyšování užitných vlastností vakuových systémů (např. snížení opotřebení jednotlivých součástí vývěvy, netečnost povrchu vůči agresivním plynům/molekulám), ale taktéž mohou sekundárně ovlivnit i jiné významné vlastnosti vývěvy (např. snížení teploty vývěvy). Studované vrstvy/povlaky jsou rozdělené do tří oblastí (i) tvrdá anodická vrstva, (ii) tvrdá anodická vrstva s PTFE povlakem a (iii) DLC povlak. Výchozím materiálem (substrátem) je slitina na bázi hliníku, která se pro tento účel využívá. V rámci předložené práce byl prokázán vliv na zvýšení materiálově-fyzikálních vlastností jako např. zvýšení tvrdosti a otěruvzdornosti povrchu po aplikaci anodické vrstvy s PTFE povlakem. Teoretická část popisuje základní principy přípravy abrazivzdorných vrstev/povlaků a zároveň seznamuje s fyzikou vakua a základními principy se získáváním vakua, které podávají ucelený obraz o významnosti věnování se pokročilým povlakům. Experimentální část je rozdělena na zhodnocení mikrostruktury materiálu vzorků a druhá část je zaměřená experimenty potřebné k získání/proměření potřebných vlastností, které mohou být dále využity pro predikci poškozování vrstev/povlaků.
|
host ::
RSS.