|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (oponent) ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compared to the unclassified resource based materials, is nearly twice that much. Pure BFS-based samples show lower total porosities than the FA-based samples, apparently due to their entirely different particle morphology – irregularly angular in BFS and round in FA. The efflorescence phenomenon was mostly observed on FA-based materials. Energy-dispersive spectrometry (EDS) confirmed sodium hydroxide crystals undergoing gradual carbonation by atmospheric CO2. Permeability testing required asymmetrical barriers preparation due to the very fine porosity of the material. The asymmetrical barriers achieved water permeability of 138 L/h.m2.bar and air permeability of 1320 L/h.m2.bar.
|
|
|
Plazmochemické zpracování vláknových výztuží pro polymerní kompozity
Knob, Antonín ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na depozici tenkých vrstev metodou plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD) na skleněná vlákna při použití monomeru tetravinylsilanu. Připravené plazmatické polymerní vrstvy byly použity jako mezivrstvy pro řízenou mezifázi polymerních kompozitů s matricí z nenasycené polyesterové pryskyřice. Charakter tenkých vrstev a jejich výsledné chemické a mechanické vlastnosti byly řízeny pomocí efektivního výkonu. Adheze na rozhraní vlákno-matrice a posouzení vlivu mezivrstvy na mechanické vlastnosti připravených kompozitních vzorků byly charakterizovány pomocí mikroindentačního měření mezifázové smykové pevnosti systémem ITS a skenovací elektronovou mikroskopií.
|
|
|
Syntéza a analýza kompozitních oxidových keramik v přítomnosti nekonvenčních energetických polí
Bartoníčková, Eva ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce se zabývá syntézou a analýzou složených oxidových materiálů, zejména keramik s perovskitovou a perovskitovou-defektní strukturou.Syntézy uvedených keramických materiálů byly prováděny za nekonvenčních podmínek s využitím vysokoenergetických polí - MW pole za hydrotermálních podmínek, mechanochemickou cestou a polykondenzačními technikami. Ke komplexnímu popisu struktury syntetizovaných produktů byly využity tyto metody - rentgenová difrakce (XRD), Rietveld analýza, mikroanalýza pomocí EDS-SEM, rastrovací mikroskopie (SEM), stanovení specifického měrného povrchu pomocí BET metody, měření velikosti částic laserovou difrakcí (LD), infračervená spektroskopie (IR), termická analýza (TG). U definovaných struktur (perovskity typu La-Sr-Fe-Ti-O) byly prostudovány i elektrochemické vlastnosti. Část práce tvořilo studium chemické analýzy syntetizovaných kompozitních oxidových materiálů. Pozornost byla věnována využití nekonvenčních polí při rozpuštění těžko rozložitelných produktů.
|
|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (oponent) ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compared to the unclassified resource based materials, is nearly twice that much. Pure BFS-based samples show lower total porosities than the FA-based samples, apparently due to their entirely different particle morphology – irregularly angular in BFS and round in FA. The efflorescence phenomenon was mostly observed on FA-based materials. Energy-dispersive spectrometry (EDS) confirmed sodium hydroxide crystals undergoing gradual carbonation by atmospheric CO2. Permeability testing required asymmetrical barriers preparation due to the very fine porosity of the material. The asymmetrical barriers achieved water permeability of 138 L/h.m2.bar and air permeability of 1320 L/h.m2.bar.
|
|
|
Syntéza a analýza kompozitních oxidových keramik v přítomnosti nekonvenčních energetických polí
Bartoníčková, Eva ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce se zabývá syntézou a analýzou složených oxidových materiálů, zejména keramik s perovskitovou a perovskitovou-defektní strukturou.Syntézy uvedených keramických materiálů byly prováděny za nekonvenčních podmínek s využitím vysokoenergetických polí - MW pole za hydrotermálních podmínek, mechanochemickou cestou a polykondenzačními technikami. Ke komplexnímu popisu struktury syntetizovaných produktů byly využity tyto metody - rentgenová difrakce (XRD), Rietveld analýza, mikroanalýza pomocí EDS-SEM, rastrovací mikroskopie (SEM), stanovení specifického měrného povrchu pomocí BET metody, měření velikosti částic laserovou difrakcí (LD), infračervená spektroskopie (IR), termická analýza (TG). U definovaných struktur (perovskity typu La-Sr-Fe-Ti-O) byly prostudovány i elektrochemické vlastnosti. Část práce tvořilo studium chemické analýzy syntetizovaných kompozitních oxidových materiálů. Pozornost byla věnována využití nekonvenčních polí při rozpuštění těžko rozložitelných produktů.
|
|
|
Plazmochemické zpracování vláknových výztuží pro polymerní kompozity
Knob, Antonín ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na depozici tenkých vrstev metodou plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD) na skleněná vlákna při použití monomeru tetravinylsilanu. Připravené plazmatické polymerní vrstvy byly použity jako mezivrstvy pro řízenou mezifázi polymerních kompozitů s matricí z nenasycené polyesterové pryskyřice. Charakter tenkých vrstev a jejich výsledné chemické a mechanické vlastnosti byly řízeny pomocí efektivního výkonu. Adheze na rozhraní vlákno-matrice a posouzení vlivu mezivrstvy na mechanické vlastnosti připravených kompozitních vzorků byly charakterizovány pomocí mikroindentačního měření mezifázové smykové pevnosti systémem ITS a skenovací elektronovou mikroskopií.
|
host ::
RSS.