|
|
Mechanické vlastnosti entropicky stabilizovaných keramických materiálů
Ronschak, Johana ; Mařák, Vojtěch (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou v současné době prudce se rozvíjející oblasti vysoce entropických materiálů (HEM). Konkrétně jsou zde zkoumány vysoce entropické karbidy (HEC) a vliv obsahu uhlíku v matrici vysoce entropických slitin (HEA) na její mikrostrukturu a tvrdost. Dále je zde pozorován vliv mechanické přípravy, tepelné úpravy a difúze uhlíku ze slinovací formy na vzorky. Pro analýzu byly vytvořeny patřičné vzorky metodou Spark Plasma Sintering (SPS) za různých teplot. Analýza hustoty, fázová a strukturní analýza byla dána do souvislosti s provedenými zkouškami tvrdosti metodou podle Vickerse, Roentgenovou strukturní analýzou (RSA) a na vybraných vzorcích také zkouškou nanotvrdosti a energiově disperzní analýzou (EDS). Mechanické zpracování prášku mletím bylo zvoleno za cílem snížení porozity výsledného materiálu, která by při velkém výskytu mohla znehodnotit výsledky měření tvrdosti. V porovnání s literaturou se tak v této práci mletím prášku HEA VNbTaMoW podařilo zvýšit hustotu o 7 %. Tohoto výsledku bylo také dosaženo za nižší slinovací teploty. Na mleté VNbTaMoW byla při hustotě 100 % naměřena tvrdost až 6,9 GPa. Pro jednofázové vzorky HEC VNbTaMoW-C0,8 byla za hustoty 100 % dosažena tvrdost 20,46 GPa a pro VNbTaMoW-C0,9 16,87 GPa při hustotě 97,9 %. Na dvoufázových lamelárních vzorcích HEC VNbTaMoW-C0,5 byla měřena tvrdost až 16,83 GPa. Na tomto materiálu byla pozorována nanotvrdost lamelární oblasti 20,4 GPa a homogenní oblasti 29,3 GPa. Difúze C se projevila u veškerých vzorků, avšak nejvýznamnější byly výsledky pozorování mikrostruktury VNbTaMoW a VNbTaMoW-C0,5 kdy došlo k tvorbě heterogenní, resp. homogenní fáze o složení VNbTaMoW-C0,8. Vliv uhlíku byl na materiálu VNbTaMoW pozorován do hloubky ~180 m a na VNbTaMoW C0,5 do vzdálenosti ~200 m, přičemž v HEC byl tímto způsoben nárůst tvrdosti z 18,4 GPa (jádro) na 22,6 GPa na povrchu. Výsledky této práce naznačují příznivý vliv mechanického mletí na výslednou mikrostrukturu a hustotu. Také se v důsledku implementace mletí podařilo v porovnání s literaturou snížit slinovací teplotu za docílení vyšší hustoty. Dále zde byl pozorován růst tvrdost HEC s obsahem C s nejvyšší dosaženou hodnotou na materiálu VNbTaMoW-C0,8. Materiál VNbTaMoW-C0,9 jevil nižší tvrdost, což mohlo být způsobeno v důsledku výskytu značné pórovitosti, která snižuje zjevnou tvrdost materiálu. Z tohoto důvodu je vhodné soustředit výzkum také na optimalizaci vhodné přípravy prášku HEC a slinovací teploty za cílem získání plně hutného materiálu s obsahem C > 80 mol. %.
|
host ::
RSS.