|
|
Vysokoteplotní zkřehnutí feritické 14%Cr ODS oceli v taveninách olova
Dohnalová, Eva ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vysokoteplotním zkřehnutím 14%Cr ODS feritické oceli v taveninách olova. Jako experimentální materiál byla použita 14%Cr feritická ODS ocel ODM401 vyrobená technologií práškové metalurgie. Práce popisuje vliv dlouhodobého žíhání, vliv korozního napadení povrchu v tavenině Pb a Pb-Bi na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti feritické ODS oceli. V experimentální části práce bylo provedeno hodnocení mikrostruktury pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a transmisní elektronové mikroskopie. U všech vzorků byly provedeny zkoušky rázem v ohybu, statická zkouška tahem, měření mikrotvrdosti a faktografická analýza lomových ploch. Bylo zjišteno, že v průběhu dlouhodobé expozice oceli v tavenině Pb a Pb-Bi při teplotě 550°C/1000h a 500°C/1000h dochází k napadení povrchu oceli a výrazným mikrostrukturním změnám. Zkřehnutí oceli po expozici v taveninách olova bylo srovnatelné s dlouhodobou teplotní expozicí oceli při teplotě 650°C/1000h.
|
|
|
Stanovení optimálního slinovacího cyklu oxidové keramiky
Průdek, Miloš ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářské práce se týká studia slinování kubického ZrO2 (dopovaného 8mol% Y2O3) metodou jednostupňového slinování. Byly použity dva druhy komerčních keramických prášků ZrO2 s velikostí částic 80nm a 140nm. Bylo studováno, zda slinování kratší dobu při vyšší teplotě vedlo při dosažení stejné konečné hustoty k jiné velikosti zrn než slinování delší dobu při nižší teplotě. Při studiu mikrostruktury slinutých vzorků kubického ZrO2 se ukázalo, že volba slinovacího cyklu měla vliv na velikost zrn slinutého materiálu, a že slinovíní po delší dobu na nižší teplotě je výhodnější z hlediska snížení velikosti zrn slinuté keramiky.
|
|
|
Vrstevnaté keramiky připravené metodou termoplastické koextruze
Kaštyl, Jaroslav ; Pabst, Willi (oponent) ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
V disertační práci byla připravena dvouvrstevná keramická tělesa s „core-shell“ geometrií pomocí metody termoplastické koextruze a na těchto kompozitních tělesech byly studovány mechanické vlastnosti. Pro studium koextruze a mechanických vlastností byly navrženy dva kompozitní systémy. První systém ZTA-A kombinoval hutné jádro ZTA (oxidu hlinitého zhouževnatěného oxidem zirkoničitým) s hutnou vrstvou Al2O3. Druhý systém ZST-Z se skládal z porézního jádra a hutné vrstvy v obou případech ze ZrO2. V práci byla studována reologie keramických termoplastických suspenzí a jejich vzájemné ovlivnění během koextruze. Následně byl studován průběh odstraňování pojiv a slinování a na základě optimalizace všech technologických kroků byla získána bezdefektní „core-shell“ tělesa. Na slinutých tělesech byly stanoveny mechanické vlastnosti (modul pružnosti, tvrdost a pevnost v ohybu). Pro odhad napětí v „core-shell“ tělesech namáhaných ohybem byl využit vztah uvažující rozdílné moduly pružnosti jádra a vrstvy. U těles systému ZTA-A došlo k navýšení pevnosti oproti pevnostem nevrstevnatých těles jednotlivých složek. Byla tedy získána tělesa s vysokou povrchovou tvrdostí vrstvy Al2O3 a navíc vykazující vysokou lomovou sílu při namáhání ohybem. U těles systému ZST Z byl snížen efektivní modul pružnosti až o 25 % oproti modulu pružnosti hutných nevrstevnatých vzorků. Stejného efektivního modulu pružnosti bylo možné u „core-shell“ těles dosáhnout při zachování výrazně vyšší lomové síly než u nevrstevnatých porézních těles nebo trubek.
|
|
|
Mechanické legování a zhutňování kovových kompozitních prášků
Husák, Roman ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na proces mechanického legování. Jedná se o proces úpravy heterogenní směsi práškových materiálů do homogenního kompozitního prášku a následné přípravy hutných těles z tohoto prášku. Experimenty byly zaměřeny na tři typy kompozitních materiálů. Magneticky měkkou slitinu Permalloy, ODS ocel vycházející z komerčně dostupného polotovaru oceli 434 LHC a nízko-aktivační vysoce-chromovou ODS ocel 14Cr-2W. Na kompozitních prášcích byla provedena série mechanických testů a chemických analýz. Na základě těchto testů a analýz bylo možné potvrdit, potřebnou dobu k vytvoření plně homogenní kompozitní směsi. Následovalo zhutnění kompozitních prášků do kompaktního objemu a další série mechanických testů a analýza mikrostruktury. V těchto analýz bylo možné určit, zda je nutné použití ochranných atmosfér v průběhu mechanického legování. Všechny tři typy studovaných materiálů se podařilo úspěšně připravit metodou mechanického legování. Bylo zjištěno, že pro vznik plně homogenního kompozitního prášku je nutné provádět mechanické legování po dobu 24 hodin. Bylo zjištěno, že strukturní změny prášku v průběhu mechanického legování lze sledovat pomocí měření jeho tvrdosti. Při zpracování korozně odolných materiálů je možné provádět mechanické legování ve vzdušné atmosféře. Při mechanickém legování materiálů, které podléhají oxidaci, je nutné použití ochranných atmosfér.
|
|
|
Vliv parametrů elektroforetické depozice na konečné vlastnosti keramiky
Husák, Roman ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Elektroforetická depozice je experimentálně nenáročná tvarovací metoda umožňující připravit keramické materiály ze stabilní suspenze částic pomocí stejnosměrného elektrického pole. Cílem práce bylo ověřit, jak velikost elektrického proudu a tudíž rychlost ukládání částic na elektrodu ovlivňují mikrostrukturu a finální vlastnosti keramiky. Byly připraveny vrstvy Al2O3 a ZrO2 ze stabilních suspenzí prášků v isopropanolu stabilizovaných kyselinou monochloroctovou. Bylo zjištěno, že skutečná časová závislost rychlosti ukládání částic na elektrodu se lišila od teoretické předpovědi pro dané elektrické podmínky. Z měření kinetiky elektroforetické depozice byla proto stanovena aktuální elektroforetická pohyblivost částic a efektivní hmotnost částic účastnících se depozice. Bylo zjištěno, že s rostoucím elektrickým proudem klesala skutečná elektroforetická pohyblivost částic a naopak rostl podíl částic v suspenzi ukládající se na elektrodě. Rostoucí rychlost částic při vyšších elektrických proudech také vedla k horšímu uspořádání částic na elektrodě, což se projevilo v růstu pórů a v růstu celkové hustoty depozitů. Tyto mikrostrukturní změny se projevily v poklesu tvrdosti keramiky nanesené vyššími proudy, a to v případě Al2O3 až o 300HV5.
|
|
|
Slitiny s vysokou entropií připravené SPS kompaktací vysokoenergeticky mletých práškových prekurzorů
Gubán, Ivan ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Predmetom tejto práce bola príprava vysokoentropických zmesí CoCrFeMnNiNx metódou mechanického legovania a ich následnej kompaktácie technológiou spark plasma sintering (SPS). Na základe spôsobu prípravy sú v práci rozlíšené tri série vzoriek. Vzorky mleté v argóne (slúžia ako etalón), vzorky mleté v dusíkovej atmosfére (sledovala sa schopnosť prášku absorbovať dusík z mlecej atmosféry), vzorky mikrolegované nitridmi FeN, CrN (skúmal sa ich potenciál disociácie a následnej difúzie do tuhého roztoku). Prášky aj hotové kompakty boli pozorované elektrónovým mikroskopom a analyzované rentgenovou difrakciou (XRD) a energiovo disperznou spektroskopiou (EDS). Na presné stanovenie obsahu dusíka bola na práškoch vykonaná analýza metódou redukčného tavenia v inertnom plyne, ich rozmerová distribúcia bola stanovená laserovou difrakčnou metódou. Na kompaktoch sa zisťovala mikrotvrdosť, za účelom stanovenia vplyvu prítomnosti dusíka na tvrdosť jednotlivých materiálov. Po procese mechanického legovania v dusíkovej atmosfére bola maximálna koncentrácia dusíka v štruktúre 0,208% po 24 hodinách mletia (obsah dusíka rástol lineárne s dobou mletia), na základe čoho možno prehlásiť, že metóda mletia v dusíkovej atmosfére bola úspešná. XRD namletých zmesí odhalilo existenciu jediného FCC tuhého roztoku, pričom vzorky mleté v dusíku vykazovali trend nárastu mriežkového parametra s rastúcim obsahom dusíka. V mikrolegovaných vzorkách precipitovali nitridy chrómu na hraniciach zŕn FCC tuhého roztoku. Všetky vzorky boli kontaminované zmesou oxidických vmestkov a sulfidov mangánu, ktorý bol prítomný v pôvodnom mangánovom prášku. Najvyššiu hodnotu tvrdosti vykázala duplexná vzorka. Na vzorkách mletých v dusíku bol zaznamenaný nárast tvrdosti (až 334 HV 0,3) oproti etalónovej vzorke mletej v argóne (262,9 HV 0,3), čo odzrkadľuje pozitívny vplyv dusíku rozpustenom v tuhom roztoku na pevnostné charakteristiky tejto vysokoentropickej zliatiny.
|
|
|
Metal Matrix Composites Prepared by Powder Metallurgy Route
Moravčíková de Almeida Gouvea, Larissa ; Novák, Pavel (oponent) ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
The development of new materials for applications in extreme environments is currently of a great importance in modern engineering technologies. Hence, the industries' requirement for enhanced structural performance of materials is constantly increasing. In the light of that, this study aims to evaluate promising compositions of high-entropy alloys for critical applications produced by powder metallurgy through a combination of mechanical alloying and solid state sintering. For comparative purposes, the selected compositions were produced by melting routes in liquid state as well, such as vacuum induction melting and subsequent casting or vacuum arc-melting. The powder metallurgy route enables a consequential development of metal matrix composites (MMC) via the manufacturing of oxide dispersed strengthened HEAs. This is possible due to inherent in-situ reactions during the process. In case of melting route fabrication, metallic materials with great differences in structures and related properties are manufactured, compared to those produced by powder routes. The produced MMCs and their melted counterparts are thoroughly studied. A comprehensive evaluation of the influence of the different processing methods, especially on the materials’ microstructural features and their mechanical properties is undertaken, including the effect of heat treatments on the phase transformations and stability of the materials.
|
|
|
Sklokeramické kompozitní biomateriály
Žaludek, Jakub ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
V bakalářské práci byla studována příprava bioskla 45S5 a kompozitů obsahujících biosklo 45S5 a keramická vlákna Al2O3 nebo ZrO2 v množstvích 1, 3 a 5 hm% metodou slip-casting z vodných a isopropanolových suspenzí. Připravené materiály byly následně hodnoceny z hlediska porozimetrie, relativní hustoty, vysokoteplotní dilatometrie, rentgenové difrakční analýzy, mikrostruktury a tvrdosti. Z výsledků vyplývá, že metodou slip-casting lze připravit porézní tělesa, která jsou předpokladem pro dobrou funkci v biomedicínských aplikacích. Pomocí vysokoteplotní dilatometrie byla identifikována tři stadia slinovacího procesu a změřeno relativní smrštění vzorků, které činilo ~40%. Slinování vzorků na 1050°C způsobilo tvorbu krystalické fáze Na2Ca2Si3O9, přičemž nebylo detekováno rozpouštění vláken Al2O3 nebo ZrO2 do matrice bioskla. Z hlediska mechanických vlastností bylo zjištěno, že tvrdost klesala s rostoucím množstvím vláken ve struktuře, což bylo zapříčiněno porézní strukturou a přítomností velkých shluků vláken.
|
|
|
Nové kompozice pokročilých oxidicky zpevněných ocelí na bázi prvků vzácných zemin
Pech, Filip ; Kuběna, Ivo (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je příprava tří tříd ocelí lišících se obsahem chromu: 9Cr, 14Cr a 17Cr a jejich varianty zpevněné oxidickou disperzí. Oceli byly připraveny z atomárních a předlegovaných prášků metodou mechanického legování a zhutněny technikou spark plasma sintering. Jako zpevňující prvky bylo použito yttrium, které je v případě ODS ocelí nejobvyklejší a hliník. Tvorba oxidické disperze byla provedena dvěma způsoby: přímým přidáním oxidů Y2O3 a Al2O3 a vnitřní oxidací yttria a hliníku. Provedeným experimentem bylo zjištěno, že lze vytvořit ODS oceli oběma způsoby tvorby oxidické disperze. U ocelí zpevněných hliníkem však lze dosáhnout dostatečně jemné disperze oxidů pouze při použití vnitřní oxidace.
|
|
|
Příprava skafoldů na bázi kalcium fosfátů a oxidu křemičitého pro biomedicínské aplikace
Virágová, Eliška ; Hadraba, Hynek (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce byla příprava porézních biokeramických skafoldů na bázi kalcium fosfátů a kalcium fosfátů dopovaných oxidem křemičitým, které budou vhodné pro aplikace vkostním tkáňovém inženýrství. Kpřípravě keramických pěn byly využity dvě technologie přípravy porézních struktur, a to templátová metoda a metoda přímého pěnění. První část diplomové práce je zaměřena na obecný popis kosterní soustavy, biomateriálů a metod přípravy vysoce porézních skafoldů s přehledem aktuálních publikovaných výsledků výzkumu porézních kalcium fosfátových keramik. Druhá část pak obsahuje popis a výsledky experimentální přípravy skafoldů uvedenými metodami. Postup přípravy metodou přímého pěnění byl optimalizován pro získání definované struktury. Skafoldy na bázi kalcium fosfátů s 0–20 hm.% SiO2 byly následně slinuty a studovány zhlediska materiálových charakteristik (fázové složení, velikost pórů aporozita, studium mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM)), bioaktivního chování (testy interakce sSBF a testy simulované degradace) amechanických vlastností scílem zhodnotit vliv dopování oxidem křemičitým ametody přípravy na stanovené charakteristiky připravených skafoldů. Oběma metodami byly připraveny skafoldy složené ze směsi hydroxyapatitu a/nebo trikalcium fosfátu a cristobalitu/wollastonitu se srovnatelnými porozitami vrozmezí 80–88 %. Velikost pórů u skafoldů připravených metodou přímého pěnění dosahovala intervalu 5–250 m, umetody templátové dosahovala velikost pórů až 430m. Testy interakce sSBF a testy simulované degradace potvrdily bioaktivní chování připravených skafoldů ajejich schopnost degradovat v simulovaných podmínkách. Skafoldy připravené metodou přímého pěnění vykazovaly lepší mechanické vlastnosti (pevnosti v tlaku až 1,8 MPa) než skafoldy připravené templátovou metodou. Stanovené charakteristiky ukázaly, že připravené skafoldy jsou vhodné a perspektivní pro potenciální aplikace vkostním tkáňovém inženýrství.
|
host ::
RSS.