|
|
Čistění povrchů archeologických nálezů pomocí plazmatu generovaného ve vodných roztocích
Tihonová, Jitka ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na plazmatické ošetření vzorků historické keramiky s využitím nízkoteplotních elektrických výbojů ve vodných roztocích. Byly vybrány čtyři vzorky – dva z období Kultury lužických popelnicových polí a dva z Novokřtěnecké fajáns. Čištění probíhalo při minimálním výkonu zdroje napětí. Pro tvorbu výboje využívajícího audiofrekvenční zdroj byla použita nerezová elektroda a speciálně vyrobený elektrodový systém s wolframovým drátem v kapiláře z křemenného skla. Před a po čištění byla provedena prvková analýza elektronovou mikroskopií (SEM) a hodnoty byly porovnány s analýzou jádra materiálu. Vzorky Kultury lužických popelnicových polí byly vyčištěny bez poškození povrchu. Jeden ze vzorků Novokřtěnecké fajáns byl poškozen. Pro zjištění příčiny se pokus zopakoval na skle. Došlo se k závěru, že poškození bylo způsobeno termálním stresem. Druhý vzorek z tohoto období byl vyčištěn již bez poškození. Následující výzkum se bude věnovat přesnému stanovení podmínek přístroje a modifikaci roztoku a povrchu vzorků pro nejefektivnější čištění historické keramiky.
|
|
|
Odstraňování korozních vrstev v nízkotlakém plazmatu
Kujawa, Adam ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo studování plazmochemické redukce korozních vrstev na měděném povrchu. K tomuto účelu byly připraveny dvě sady měděných vzorků, které byly ponechány ve dvou korozních prostředích po dobu jednoho týdne. První koroze byla způsobena kyselinou dusičnou a druhá kyselinou sírovou. Takto uměle zkorodované vzorky byly připraveny k plazmochemickému ošetření. Plazmochemické redukce probíhaly v nízkoteplotním, neizotermickém, nízkotlakém, vysokofrekvenčně buzeném vodíkovém plazmatu na Chemické Fakultě VUT v Brně. Výboj mohl být generován v kontinuálním nebo pulzním režimu výboje s proměnlivou střídou. Pro monitorování redukčního procesu byla využívána optická emisní spektroskopie. V 1 až 10 minutových intervalech byla snímána spektra záření emitovaného výbojem pomocí optického spektrometru. Objektem našeho zájmu v zaznamenaném spektru bylo záření OH radikálů s vlnovou délkou v rozmezí 305 – 330 nm, které byly produktem redukčních reakcí vodíkových radikálů s oxidovanou korozní vrstvou. Ze spekter OH radikálu byla rovněž stanovena rotační teplota plazmatu v závislosti na podmínkách výboje. Získané výsledky přispějí k lepšímu poznání této metody používané pro ošetřování a konzervaci zkorodovaných povrchů archeologických artefaktů a umožní následně její šetrnější aplikaci na měděné historické objekty.
|
|
|
Využití nízkotlakého plazmatu pro čistění olověných archeologických nálezů
Bubnová, Kateřina ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce navazuje na problematiku mojí bakalářské práce, kde byla řešena aplikace nízkotlakého vodíkového a argon-vodíkového plazmatu na vrstvy korozních produktů olova a dle experimentálních výsledků byla nalezena vhodná teplota pro plazmochemické ošetření olověných vzorků. Proces odstraňování koroze pomocí plazmochemického ošetření, včetně jeho pracovních podmínek, je však nutné dále optimalizovat. Aby nedošlo k poškození originálních historických předmětů, pro které je tato metoda vyvíjena a které nemohou být zničeny, byla předmětem této diplomové práce optimalizace právě zmíněných podmínek při opracování. Byly připraveny modelové vzorky s uměle vytvořenou inkrustací korozních produktů o dvojím složení. Tyto modelové vzorky byly vloženy do exikátoru s pískem a organickou kyselinou, kde následně korodovaly v prostředí koncentrované kyseliny octové nebo koncentrované kyseliny mravenčí s cílem vytvořit korozi, která se alespoň částečně přiblíží k reálné korozi na originálním předmětu. Tímto způsobem korodovaly vzorky deset měsíců. Po vyjmutí vzorků z korozního prostředí, byly vzorky vysušeny při sníženém tlaku a zataveny spolu s absorbéry vlhkosti a kyslíku do bariérové folie. Na rozdíl od bakalářské práce, kde byl pro ošetření vybrán kontinuální režim opracování vzorku v plazmochemické aparatuře, v této práci byl zvolen režim pulsní se třemi různými nastaveními podmínek. Průběh experimentu byl monitorován pomocí optické emisní spektrometrie, povrch vzorků byl analyzován metodami SEM, EDX, XRD. Získané poznatky byly poté aplikovány na originální předměty bez nálezové dokumentace, u kterých by nevadilo jejich případné zničení.
|
|
|
Redukce korozních vrstev na mosazi pomocí vodíkového plazmatu
Řádková, Lucie ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá působením nízkotlakého nízkoteplotního vodíkového plazmatu na uměle vytvořené korozní vrstvy mosazi. Plazmochemické ošetření kovových artefaktů je poměrně nový způsob, kterým je možné odstranit korozi historických artefaktů. Teplota během ošetření by neměla přesáhnout 150 °C. Mosaz korodovala 2 týdny v atmosféře amoniaku. Analýzou EDS bylo zjištěno povrchové složení zkorodované vrstvy. Korozní vrstva, která byla tvořená uhlíkem, kyslíkem, mědí a olovem, měla modrou barvu, na povrchu byly bílé krystalky. Místy byla na povrchu pozorována hnědá barva. Válcový reaktor, ve kterém bylo buzené vysokofrekvenční plazma o frekvenci 13,54 MHz, byl z křemenného skla s vnějšími měděnými elektrodami. Ve výboji o středním výkonu do 400 W vznikal reaktivní atomární vodík, který reagoval s korozní vrstvou obsahující kyslík, došlo tak ke vzniku nestabilního radikálu OH, který vyzařuje svou energii v oblasti 305–320 nm. Toto záření bylo detekováno optickou emisní spektroskopií a sloužilo k monitorování celého procesu. Na základě získaných dat se vypočítala intenzita OH radikálů a rotační teplota plazmatu. Termočidlem umístěným uvnitř opracovávaných vzorků byla sledována teplota vzorku během měření. Zkorodované vzorky byly ošetřeny v nízkotlakém nízkoteplotním vodíkovém plazmatu. V různých podmínkách bylo ošetřeno 16 vzorků. Výkon generátoru byl 100 W, 200 W, 300 W a 400 W, režim kontinuální i pulzní se střídou 25 %, 50 %, 75 %. Tlak se pohyboval mezi 140 až 160 Pa, průtok vodíku byl 50 sccm. Vzorky po plazmochemické ošetření měly šedou barvu, na povrchu zůstaly bílé krystalky. Korozní vrstvy byly odstraňovány špachtlí. V některých případech byla koroze snadno odstranitelná, u některých vzorků bylo složitější odstranit korozi. Analýza EDS, která byla provedena u 2 vzorků po ošetření (400 W, 50% pulzní režim a 400 W, 75% pulzní režim), ukázala, že kromě prvků, které se vyskytovaly v korozní vrstvě, se u vzorků po ošetření vyskytl i křemík, síra, chlór a fluór. Ty prvky, které byly už v korozní vrstvě, se u vzorků po ošetření vyskytovaly v jiném množství, zejména došlo k výraznému úbytku kyslíku.
|
|
|
Studium vlivu teploty a UV záření na celkový sterilační účinek dielektrického bariérového výboje
Kramárová, Petra ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Hlavním tématem této bakalářské práce je studium vlivu teploty a UV záření na celkový sterilizační účinek dielektrického bariérového výboje. Sterilizace je proces, při kterém dochází k eliminaci všech forem života. Předložená bakalářská práce se zabývá plazmovou sterilizací, což je jedna z metod, které vyhovují požadavkům na sterilizaci teplotně senzitivních materiálů a materiálů citlivým na chemické látky. Tato sterilizační metoda je účinná na široké spektrum prokaryotních i eukaryotních mikroorganismů. Působí na ně několika mechanismy založenými na účincích UV-záření, aktivních částic a teploty. V mé práci byl pro opracování vzorků použit dielektrický bariérový výboj (DBD) pracující za atmosférického tlaku. Výboj byl generován v argonu a dusíku. Hustota výkonu dodávaného do plazmatu byla 2 562,96 mW.cm-3 (pro argon) a 2 044,44 mW.cm-3 (pro dusík), u těchto plazmových výkonů bylo v předchozích měřeních dosaženo nejlepších sterilizačních účinků. Jako modelové mikroorganismy byly použity spory plísně Aspergillus niger. Nosným materiálem byl papír typu Whatman No. 1. Každá série vzorků byla opracovávána vždy v časech 5, 10, 20, 40, 60, 120 a 180 sekund. Vliv UV záření byl studován v plazmatu pomocí křemenného skla propouštějící toto záření. Při opracování byla část vzorků zakrytá křemenným sklíčkem a část ponechána volně. Dielektrický bariérový výboj pronikající přes křemenné sklíčko měl nižší sterilizační účinek než výboj působící přímo na vzorek, jelikož na vzorky bez sklíčka působily kromě UV záření a teploty i aktivní částice. Výsledky nám ukázaly i to, že sterilizační účinek DBD roste s délkou expozičního času. Při srovnávání výsledků získaných při stejných podmínkách v argonu a dusíku byl vyšší sterilizační účinek pozorován v argonu. Účinky UV záření a teploty byly studovány odděleně. Při studiu teplotní inaktivace byla pomocí termočlánku proměřena teplota působící mezi elektrodami, poté byly v termostatu vzorky vystaveny teplotě shodné s teplotou v plazmatu. Takto získané výsledky byly srovnány s výsledky dosaženými při přímé expozici plazmatem. Na základě srovnání lze konstatovat, že vliv teploty při sterilizaci v DBD byl zcela zanedbatelný. Pomocí optické emisní spektroskopie byla provedena spektrální analýza plazmového výboje.
|
|
|
Diagnostika rozkladu těkavých organických látek v klouzavém obloukovém plazmatickém výboji
Grossmannová, Hana ; Kapička, Vratislav (oponent) ; Pekárek,, Stanislav (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Předmětem této disertační práce bylo prozkoumat na modelových látkách možnosti jejich rozkladu v klouzavém obloukovém plazmatickém výboji za atmosférického tlaku. Klouzavý obloukový výboj (GlidArc) je dynamicky se rozvíjející metodou generace netermálního plazmatu. Nabízí celou řadu možností průmyslového využití, zejména pro svou vysokou energetickou účinnost, specifickou produktivitu a vysokou selektivitu reakcí. GlidArc je při nízkém až atmosférickém tlaku jednoduchým a finančně nenáročným způsobem generace netermálního plazmatu. V současné době je zkoumáno možné využití tohoto zařízení v několika oblastech, mimo jiné i v oblasti rozkladu různých látek. Využitím netermálních plazmatických metod pro likvidaci těchto látek by mělo být dosaženo např. vyšší účinnosti rozkladu, nižší spotřeby energie, aj. Prezentované experimenty navazují na poznatky získané při vypracovávání diplomové práce, při nichž byly prověřeny některé konstrukční prvky zařízení a spektroskopickými měřeními bylo prostudováno vlastní plazma výboje. Pro potřeby této práce pak byly zvoleny modelové látky z řady aromatických i alifatických sloučenin (toluen, hexan a cyklohexan), v koncentracích set až tisíců ppm. Jsou zde shrnuty výsledky experimentů zabývajících se stanovením elektrických parametrů zařízení, směřujících k optimalizaci provozu reaktoru a stanovení energetických účinností celého rozkladného procesu. Dále byla pomocí záznamů pořízených vysokorychlostní kamerou vyhodnocena některá specifika výboje GlidArc jako jsou tvar, maximální délka nebo doba existence plazmového vlákna v závislosti na podmínkách výboje. Pomocí analyzátoru spalin Testo jsme se pak pokusili kvantitativně popsat nežádoucí nízkomolekulární produkty rozkladných procesů v plazmatu, jako jsou oxidy dusíku, oxid uhelnatý a vodík v závislosti na podmínkách výboje. Pro stanovení vysokomolekulárních produktů rozkladu VOC pak byla využita plynová chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektroskopií (GC/MS). Na základě těchto měření bylo možno určit účinnosti rozkladu a konverzi vyšších uhlovodíků v závislosti na konkrétních podmínkách experimentu a sledovat jednotlivé cesty chemické transformace těkavé organické látky v plazmatu.
|
|
|
Čistění olověných předmětů pomocí plazmatu
Bubnová, Kateřina ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce řeší problematiku aplikace nízkotlakého vodíkového a argon-vodíkového plazmatu na vrstvy korozních produktů olova. Existuje mnoho historických objektů, které vyžadují pečlivé odstranění korozních vrstev. Proto je nutné optimalizovat proces ošetření tak, aby v budoucnu nedošlo ke zničení skutečných historických artefaktů. Tato práce je zaměřena na olovo, které dosud nebylo touto metodou prozkoumáno. Pro srovnání byly připraveny modelové vzorky s korozí. Tyto vzorky korodovaly v prostředí výparů koncentrované kyseliny octové a kyseliny mravenčí. Z důvodu nízkého bodu tání olova a zahřívání na atomární úrovni byly zvoleny tři maximální teploty pro plazmochemické ošetření. Během celého experimentu bylo aplikováno argon-vodíkové a vodíkové plazma na 12 zkorodovaných vzorků. Průběh procesu ošetření byl sledován optickou emisní spektrometrií, povrchové analýzy vzorků byly prováděny pomocí analýzy SEM, XRD a EDX. Výsledky těchto analýz ukázaly, že nejvhodnější teplota pro plazmochemické ošetření byla 130 °C. Existuje zde mnoho podnětů pro budoucí výzkum a optimalizaci pracovních podmínek, jako je například použití pulzního režimu a modifikované složení směsi plynů.
|
|
|
Studium chemických procesů v atmosféře Titanu
Klohnová, Karolína ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem chemických procesů v atmosféře Titanu simulované v laboratorních podmínkách. Abnormální doutnavý výboj jako předstupeň pro klouzavý obloukový výboj byl použit pro vygenerování plazmatu ve směsi dusík-metan, která odpovídá složení atmosféry Titanu. Jako základní diagnostická metoda plazmatu posloužila optická emisní spektrometrie. Teoretická část práce stručně popisuje historii studia atmosféry Titanu včetně posledních dosažených výsledků z průzkumu meziplanetární sondou. Dále jsou uvedeny základní vlastnosti plazmatu včetně jeho diagnostiky. Jednotlivé komponenty stanovené v atmosféře Titanu jsou molekuly N2, CH4, H2, stejně jako řada uhlovodíků s nižší hmotností včetně HCN, C2H2 a C2H4, rovněž byly nalezeny i stopy některých vyšších uhlovodíků a aminokyselin. Zvolená elektrodová konfigurace odpovídala klouzavému elektrickému obloukovému výboji s mezielektrodovou vzdáleností 2 mm, na elektrody bylo přiloženo vysoké napětí s výkonem do 300 W. Plazma bylo vygenerováno za atmosférického tlaku ve směsi dusík - methan (0,5 - 2,5% metanu). Oba plyny byly použity s čistotu až 99,999%, a celá aparatura byla před měřením evakuovány pro potlačení stopových příměsí kyslíku. Optická emisní spektra byla získána v závislosti na dodávaném výkonu a složení plynné směsi. Ve spektrech se podařilo identifikovat molekulární pásy dusíku a radikálu CN, stejně jako atomové čáry vodíku a uhlíku. Vibrační teploty 2300 - 8000 K byly stanoveny ze spekter N2, N2+, CN a C2. Rotační teploty vypočtené z pásů 0-0 druhého pozitivního systému dusíku a CN se pohybovaly v intervalu 1200 - 4800 K v závislosti na experimentálních podmínkách. Výsledky byly využity v článku odeslaném do mezinárodního časopisu. Získané poznatky mohou být použity jako základ pro budoucí studium atmosféry Titanu i s využitím jiných elektrických výbojů.
|
|
|
Metodika uchovávání předmětů kulturní povahy
Selucká, Alena ; Mrázek, Martin ; Štěpánek, Ivo ; Mazík, Michal ; Grossmannová, Hana ; Jirásek, Pavel ; Holman, Pavel ; Jakubec, Petr ; Fricová, Jana ; Vácha, Zdeněk ; Červenák, Jan ; Dvořák, Martin ; Němec, Václav ; Dušková, Markéta ; Fogaš, Igor ; Bačovský, Jiří
Metodika poskytuje doporučení pro správnou praxi dlouhodobého uchovávání předmětů kulturní povahy v paměťových institucích. Předkládá logickou osnovu zohledňující důležité aspekty související s budovami, jejich vnitřním prostředím, bezpečnostními kritérii a možnými riziky, spojenými se způsoby užívání předmětů kulturního dědictví. Metodika si klade za cíl též ozřejmit možnosti vyhodnocování vhodnosti stavebních objektů pro dlouhodobé ukládání předmětů kulturní povahy i ze strany jejich majitelů či provozovatelů tak, aby bylo možné predikovat jejich vliv na uložené fondy a udržitelnost provozu.
Plný text:  PDF
|
|
|
Využití nízkotlakého plazmatu pro čistění olověných archeologických nálezů
Bubnová, Kateřina ; Grossmannová, Hana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce navazuje na problematiku mojí bakalářské práce, kde byla řešena aplikace nízkotlakého vodíkového a argon-vodíkového plazmatu na vrstvy korozních produktů olova a dle experimentálních výsledků byla nalezena vhodná teplota pro plazmochemické ošetření olověných vzorků. Proces odstraňování koroze pomocí plazmochemického ošetření, včetně jeho pracovních podmínek, je však nutné dále optimalizovat. Aby nedošlo k poškození originálních historických předmětů, pro které je tato metoda vyvíjena a které nemohou být zničeny, byla předmětem této diplomové práce optimalizace právě zmíněných podmínek při opracování. Byly připraveny modelové vzorky s uměle vytvořenou inkrustací korozních produktů o dvojím složení. Tyto modelové vzorky byly vloženy do exikátoru s pískem a organickou kyselinou, kde následně korodovaly v prostředí koncentrované kyseliny octové nebo koncentrované kyseliny mravenčí s cílem vytvořit korozi, která se alespoň částečně přiblíží k reálné korozi na originálním předmětu. Tímto způsobem korodovaly vzorky deset měsíců. Po vyjmutí vzorků z korozního prostředí, byly vzorky vysušeny při sníženém tlaku a zataveny spolu s absorbéry vlhkosti a kyslíku do bariérové folie. Na rozdíl od bakalářské práce, kde byl pro ošetření vybrán kontinuální režim opracování vzorku v plazmochemické aparatuře, v této práci byl zvolen režim pulsní se třemi různými nastaveními podmínek. Průběh experimentu byl monitorován pomocí optické emisní spektrometrie, povrch vzorků byl analyzován metodami SEM, EDX, XRD. Získané poznatky byly poté aplikovány na originální předměty bez nálezové dokumentace, u kterých by nevadilo jejich případné zničení.
|
host ::
RSS.