|
|
Measurement of surface tension for surface characterization of advanced ceramic materials
Mišáková, Liliana ; Kachlík, Martin (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
The presented thesis theoretically describes methods applied for the characterization of organic substances presented on the surfaces of advanced ceramic materials. Measurement of contact angles experimentally verifies the changes on surfaces of advanced ceramics. These changes are caused by the contamination of the surface. Adsorption of organic compounds on inorganic surfaces is rather unfavorable, therefore obtained results may provide useful information about the mechanisms of removal of the contaminants from surface. In the experimental part, water contact angle measurements were used to monitor and describe the changes of surface characteristics of ceramic oxides ZnO, TiO2, hydroxyapatite, Al2O3 and ZrO2. WCAs for untreated surfaces along with the WCA values for thermally or chemically treated surfaces of studied materials were assessed and compared in order to describe changes in surface energy, hydrophilicity and adhesivity caused by adsorbed organic adlayer. The decrease of contact angle values was achieved by cleaning of the surface with subsequent deprivation of adsorbed molecules.
|
|
|
Vlastnosti moderních magnetoelektrických a multiferoických keramických materiálů
Osička, Luděk ; Kachlík, Martin (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Byla vypracována rešerše vlastností magnetoelektrických a multiferoických keramických materiálů. Byly popsány feromagnetismus a feroelektřina a požadavky na materiály, ve kterých tyto vlastnosti mohou existovat zároveň v jedné fázi. Dále bylo popsáno rozdělení multiferoik podle mechanismu a podle krystalové struktury. Nakonec byly popsány multiferoické a magnetoelektrické kompozity a některé případy silného magnetoelektrického jevu v multiferoikách. V experimentální části bakalářské práce byla popsána příprava vzorků magnetoelektrického perovskitu EuTiO3. Připravené vzorky měly vyšší hustotu než uvedené v literatuře a byly fázově čisté a jsou vhodné pro studium magnetoelektrických vlastností EuTiO3 infračervenou spektroskopií.
|
|
| |
|
|
Processing of Electroceramic Materials for Advanced Applications
Kachlík, Martin ; Petzelt, Jan (oponent) ; Bartoníčková, Eva (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on processing of advanced ceramic materials with interesting physical properties. The materials were prepared by solid-state resp. hydrothermal syntheses. The first investigated material described in this work is EuTiO3 perovskite ceramics. Absence of thermodynamic data of this system led to extensive experimental research of proper processing conditions. Three mixtures of different powder precursors (Eu2O3 with Ti2O3 resp. TiO2 – rutile or anatase) were homogenized by planetary ball mill and formed by isostatic pressure of 300 MPa. These cylindrical green bodies were sintered conventionally in reducing atmospheres (Ar + 7 % H2 resp. pure H2) or by Spark Plasma Sintering (SPS). The influence of the sintering technique, temperature, atmosphere composition and dwell time on final density and phase purity was discussed. The investigation resulted in successful processing of phase pure EuTiO3 ceramic with relative density higher than 95 % of theoretical density (%TD). According author’s best knowledge, it is up to now the best bulk EuTiO3 ceramic sample. The importance of this achievement is also declared by four publications in respected journals where the properties of these samples were presented. The infra-red reflectivity spectra of prepared materials were compared with data from literature. It was proven that only single phase samples with low content of porosity are suitable for establishing their real (undistorted) physical properties. The next research was aimed on processing of Eu0.5Na0.5TiO3 ceramics by hydrothermal syntheses (HTS). The HTS were performed in highly alkaline environment of NaOH resp. KOH solution at temperature range 220 – 250 °C. The experiments with varied precursors (EuCl3 and TiCl4) and reductant agent concentrations led to processing of pure Eu0.5Na0.5TiO3 perovskite ceramic powder with submicron cubic particles. Another titanate - MgTiO3 - was synthetized by solid-state reaction from MgO and TiO2 powder mixtures. The mixtures were mechanically activated in ball mill for 0, 10, 40, 80 resp. 160 min. The green bodies were formed by isostatic pressure of 300 MPa and sintered by two different approaches. The first batch of samples was sintered by two-step sintering technique at 1300 °C (30 min) and 1200 °C (20 h). The second set was sintered conventionally at 1300 °C resp. 1400 °C for 30 min and post-sintered by Hot Isostatic Press (HIP) at 1200 °C resp. 1280 °C. The phase pure MgTiO3 samples with relative density higher than 93 %TD were reached after post-sintering by HIP at 1280 °C for 3 hours in Ar atmosphere and pressure of 200 MPa. The last studied material was Ba(Ca)Ti(Zr)O3 lead-free piezoceramics, which was prepared by solid-state reaction from powder mixtures milled by planetary ball mill at different conditions. The pressure-less sintering of isostatically pressed bodies (300 MPa) at 1200, 1300, 1400 resp. 1500 °C for 1 h in air was performed. The processing condition needed for single phase perovskite Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3 ceramics with required microstructure were studied. The single phase Ba(Ca)Ti(Zr)O3 sample with relative density 96 %TD was successfully prepared. Our results proved the importance of careful choice of the processing techniques and their variables for reaching of desired microstructure and phase composition of advanced electroceramics and therefore for proper evaluation of their physical properties.
|
|
|
Příprava hutné polykrystalické YAG keramiky
Kaplan, Lukáš ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Kachlík, Martin (vedoucí práce)
V literární části této diplomové práce byla provedena rešerše na různé metody přípravy hutné polykrystalické YAG keramiky a vlivů slinování na zhutnění a další požadované vlastnosti takto připravené YAG keramiky, řešena byla také transparentnost po přidání dopujících prvků. V experimentální části diplomové práce byly připravené vzorky hutné polykrystalické YAG keramiky pomocí metody SSR a byl studován vliv slinování na zhutnění a pórovitost keramických YAG vzorků. Na slinovaných vzorcích byla měřena jejich relativní hustota, pórovitost, fázová čistota a transparentnost. Tyto naměřené hodnoty byly porovnány s výsledky prací uvedených v literární části.
|
|
|
Příprava dopovaných bezolovnatých pieozokeramik pomocí nekonvenčních slinovacích metod
Žaludek, Jakub ; Kachlík, Martin (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
V diplomové práci byla zkoumána piezokeramika BaTiO3 dopovaná pomocí ZrO2. Bylo vytvořeno 6 rozdílných složení výchozích prášků pro přípravu keramiky BaTiO3 – ZrO2 s 10, 20, 40, 60, 80 a 90 hm% ZrO2. Směsi byly zpracovány pomocí konvenčního slinování a pomocí Spark Plasma Sintering. Výsledné keramické kompakty byly podrobeny měření hustoty, dielektrické konstanty, permitivity, polarizačních P-E křivek, piezoelektrického faktoru, ztrátovému faktoru a dilatometrickým měřením. Z výsledků vyplývá, že je možné vytvořit piezokoramiku BaTiO3 dopovanou ZrO2 o hustotě vyšší než 94 %t.d. a je možné u těchto složení dosáhnou piezoelektrického jevu. Nejvyšší hodnoty piezoelektrického faktoru 33=9 / bylo dosaženo při 20 hm% ZrO2. Z dilatometrických měření byl zjištěn vliv rostoucího obsahu ZrO2 v BaTiO3 na slinovací vlastnosti. S rostoucím množstvím přidaného ZrO2 začínal materiál slinovat dříve a dosahoval vyšších rel.hustot. Tento trend byl přítomen i u vzorků slinovaných pomocí SPS, kde se však ukázal být méně zřetelný. Při měření el.vlastností byla ovšem u vzorků z SPS zjištěna el. vodivost, která pravděpodobně plynula z přítomnosti uhlíku vneseného do vzorků během cyklu v SPS.
|
|
|
Vliv nízkoteplotní plazmy na zlepšení keramické technologie
Rolek, Ondřej ; Kachlík, Martin (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce obsahuje literární rešerši na téma základních tvarovacích metod keramických materiálů se zaměřením na metodu suspenzního lití. Dále je v rešerši popsána stabilizace keramických suspenzí, sušení keramických polotovarů a jejich následné slinování. Součástí této práce je také popis plazmové technologie, včetně technologie DCBD (Diffuse Coplanar Barrier Discharge). V rámci experimentální části této práce byl prášek Al2O3 opracován technologií DCBD. Z takto připraveného prášku bylo metodou suspenzního lití připraveno green body, které bylo následně slinuto jednostupňovým a dvoustupňovým slinováním. V rámci práce jsou podrobně popsány metody přípravy keramických vzorků a jejich hodnocení. Vyhodnocené experimenty prokázály, že plazmová technologie má pozitivní vliv na úpravu keramického prášku Al2O3. Byly připraveny keramické vzorky z oxidu hlinitého o vysoké relativní hustotě (99%) a nízké hodnotě velikosti zrna (
|
|
|
Nekonvenční slinování pokročilých keramických materiálů
Suchý, Václav ; Kachlík, Martin (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá nekonvenčními metodami slinování pokročilých keramických prášků. V první části práce byla provedena teoretická literární rešerže o slinování keramických materiálů a mechanismech samotného slinování. Závěr teoretické části je věnován nekonvenčním metodám slinování keramických prášků. V praktické části byly provedeny praktické experimenty slinování keramických prášků (kubický ZrO2 dopovaný 3mol% Y2O3) za pomoci externího elektromagnetického pole, konkrétně metodou Flash sintering. Výsledky potvrdily možnost přípravy pokročilého keramického materiálu pomocí metody Flash sintering, kdy bylo získáno těleso o výsledné relativní hustotě 95,9% s velikostní zrn 0,22m.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.