|
|
Ceramic materials and composites for advanced applications
Mařák, Vojtěch ; Částková, Klára (oponent) ; Michálková,, Monika (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
This thesis focuses on advanced oxide ceramics and particle and laminate composites. The materials studied include bioceramic hydroxyapatite, thermomiotic aluminium tungstate, and lead-free barium titanate-based piezoelectrics. These ceramics suffer from several limitations in their processing and properties, including the use of toxic stabilisers, low densification, susceptibility to cracking, undesirable chemical reactions, and poor mechanical and electrical performance. This work addresses these issues by tailoring individual processing steps and employing novel fabrication and treatment methods to optimise the desired performance of the materials. Plasma treatment of hydroxyapatite powder allowed electrophoretic deposition without toxic stabilisers, resulting in denser and crack-free coatings, as was also showcased on orthopaedic screws. Thermomiotic aluminium tungstate, known for its near-zero coefficient of thermal expansion, was synthesised by optimised co-precipitation to produce a powder with improved sinterability. Rapid pressure-less sintering and spark plasma sintering were used to densify the material to the highest density at the lowest temperature to date. The microstructural evolution of barium titanate piezoceramics was studied using rapid pressure-less sintering and radiation assisted sintering. The gained knowledge was used to sinter barium titanate-based particle composites with reinforcing tougher oxide ceramics. High reactivity between selected materials had a negative influence on the properties of the composites, and one of the reaction products was characterised in greater detail. Laminated composites were prepared by alternating barium titanate-based and dielectric zirconia layers. The high reactivity of piezoelectric materials was inhibited by the sintering strategy. In summary, this dissertation thesis aims to improve the understanding of ceramic material properties and processing techniques, provide insight into performance optimisation, and address critical limitations across diverse applications.
|
|
|
Transparentní strukturní a funkční keramické materiály připravené metodou izostatického lisování za horka
Krupa, Filip ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Předložená práce je zaměřena na studium vhodnosti několika druhů prášků kubického oxidu zirkoničitého pro přípravu suspenzí s vysokým obsahem tuhé fáze (nad 40 obj.%). Suspenze byly dopovány nanopráškem TiO2 (0,1 – 0,5 at.%). Byl prozkoumán vliv způsobu tvarování (odlévání suspenze a sušení suspenze rozprašováním a následným tvarováním pomocí lisování) a následného předslinování do fáze uzavřené pórovitosti se zaměřením na porovnání dvou režimů slinování (dlouhý – 1300 °C/ 120 min a krátký 1560 °C/ 2 min). Následně byla pozorována mikrostruktura pomocí elektronového mikroskopu jak předslinutých vzorků, tak vzorků po izostatickém lisování za tepla. V práci byl posouzen vliv TiO2 na relativní hustotu, střední velikost zrn a velikost pórů, a také optimální množství TiO2 pro dosáhnutí maximálních fotoluminiscenčních vlastností.
|
|
|
Vysokoteplotně odolné kovo-keramické kompozity na bázi TiB2 pro řezné nástroje
Halmazňa, Jiří ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Chlup, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje přípravě nového vysokoteplotně odolného kovo-keramického kompozitu na bázi TiB2. Pojivo tvrdé keramické fáze tvoří slitina NiW, která byla připravena mechanickým legováním v planetovém kulovém mlýnu. První část práce se zabývá optimalizací mísení obou složek v kulovém mlýnu. Zde byla navržena a ověřena metodika přípravy směsi prášků s homogenní distribucí slitiny při současném zjemnění velikostí částic. Druhá část se věnuje již slinutému materiálu, jeho mikrostruktuře a mechanickým vlastnostem. Prášky TiB2 a NiW byly v tomto případě promíseny v tubulárním mlýnu a následně zhutněny metodou rychlého spékání za použití tlaku při čtyřech různých slinovacích teplotách. Byl sledován vliv slinovací teploty na vývoj mikrostruktury charakterizovaný hustotou, pórovitostí a velikostí zrna. Na připravených zkušebních vzorcích byl také měřen modul pružnosti, lomová houževnatost, pevnost v ohybu a tvrdost. Z výsledků experimentů vyplývá výrazná závislost mikrostrukturních parametrů a mechanických vlastností na teplotě slinování. Vyšší slinovací teploty vedly k lepším vlastnostem, přičemž teplota 1375°C se jeví jako optimální. Při teplotě slinování 1400°C již docházelo k výraznému úbytku kovové fáze způsobeného sublimací niklu a k rozvoji pórovitosti v oblastech výskytu kovové fáze.
|
|
|
Obrábění keramické dentální náhrady z polotovaru na bázi ZrO2
Ščasnovič, Erik ; Spusta, Tomáš (oponent) ; Kaštyl, Jaroslav (vedoucí práce)
V tejto bakalárskej práci je urobená rešerš na tému obrábania polotovarov z oxidu zirkoničitého pre dentálne aplikácie. V experimentálnej časti boli na spečených vzorkách vyhodnocované testy pevnosti v biaxiálnom ohybe, stanovená drsnosť a veľkosť zŕn a bolo určené lineárne zmršťovanie vzoriek. Tieto testy boli uskutočnené pre laboratórne polotovary pripravené metódou gélového odlievania z keramického prášku na báze oxidu zirkoničitého a pre dva typy komerčných polotovarov pripravených izostatickým lisovaním za studena, rovnako z oxidu zirkoničitého. Bola ukázaná závislosť pevnosti na veľkosti zŕn. Vzorky z polotovarov pripravených gélovým odlievaním mali štatisticky významne vyššie pevnosti, než vzorky z komerčných polotvaru. Finálnym krokom bolo obrobenie zubnej korunky podľa reálneho modelu zubu a to z polotovaru materiálu pozorovaného v tejto práci.
|
|
|
Vyzdívání indukčních pecí
Kopečný, Vendelín ; Pernica, Vítězslav (oponent) ; Myška, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá výduskami elektrických indukčních pecí. První část popisuje jejich zhotovení, uvedení do provozu i následné vybourávání. Dále je v práci popsáno použití zadusávacích kelímků. Materiály výdusek a zadusávacích kelímků jsou zde popsány také z pohledu jejich chemického složení a s tím souvisejícími možnostmi jejich použití. V praktické části práce je popsán proces přezdívání elektrické indukční pece, kterou prováděl autor pod dozorem vedoucího práce.
|
|
|
Syntéza a slinování keramiky na bázi ZrO2 pro biomedicínské aplikace
Jahodová, Daniela ; Novotná, Lenka (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce je příprava tetragonálního oxidu zirkoničitého dopovaného oxidem yttritým, ceričitým a hořečnatým. Teoretická část je zaměřena na charakteristiku a popis dopované keramiky, dále na možnosti přípravy prášků a jejich další zpracování. Experimentální část popisuje precipitační syntézu oxidu zirkoničitého v bazickém prostředí a jeho další zpracování na keramiku. Byl studován vliv dopantu a způsobu zpracování na fázové složení a mikrostrukturu vytvořené keramiky. K popisu struktur prášků byla použita termická analýza, dilatometrická analýza, analýza měrného povrchu, rentgenová analýza a elektronová rastrovací a transmisní mikroskopie. Z klasicky sušených prášků byla vyrobena keramika s průměrnou velikostí zrn 87-94 nm a relativní hustotou v rozmezí 84,0-99,3 %. Keramika vyrobená z hydrotermálně zpracovaných prášků měla průměrnou velikost zrn 75-85 nm a relativní hustotu 92,7-99,9 %. Další fází bylo vystavení vzorků nízkoteplotnímu stárnutí po dobu 5 a 15 hodin. Vzorky obsahující čistě tetragonální oxid zirkoničitý byly odolné proti nízkoteplotnímu stárnutí při 180 °C po dobu 5 a 15 hodin.
|
|
|
Kinetika heterogenních procesů v technologii silikátů - dehydroxylace a rozpouštění jílových minerálů
Křečková, Magdaléna ; Kutzendörfer, Jaroslav (oponent) ; Kuřitka, Ivo (oponent) ; Havlica, Jaromír (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá studiem kinetiky heterogenních procesů v silikátové technologii, věnuje se objasnění jednotlivých dějů nastávajících při tepelné úpravě jílových minerálů. Úvodní část seznamuje s obecným popisem časového průběhu reakcí, dále je zaměřena na procesy, které jsou významné v technologii silikátů, jako je slinování, rozklad pevných látek a modifikační přeměny. Další kapitola této práce se věnuje mineralogii, struktuře a vlastnostem významných silikátových surovin. Zejména se zaměřuje na charakterizaci jílových minerálů, současné poznatky a jejich využití. Experimentální část je věnována studiu dehydroxylace, krystalizace Al-Si spinelové fáze a mechanismu slinování komerčně dostupného karlovarského kaolinu pro keramiku Sedlec Ia. Experimentální část je zamřena na interpretaci naměřených výsledků.
|
|
|
Příprava a vlastnosti porézního zinkového materiálu
Ryšťák, Jaroslav ; Fintová, Stanislava (oponent) ; Doležal, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu porézního materiálu ze zinkového prášku lisováním za studena s následným slinováním. Téma práce zahrnuje charakterizaci připraveného materiálů v závislosti na volbě zhutňovacích podmínek procesu. Objemový materiál je charakterizován fyzikálně mechanickými zkouškami, strukturou a porózitou. Řešení je zaměřeno na studium a řízení procesů při přípravě objemového materiálu a popis těchto dějů z fyzikálně-chemického hlediska s ohledem na změnu vlastností a struktury.
|
|
|
Materiály na bázi Zn a Ca připravené práškovou metalurgií
Morcinek, Tomáš ; Hasoňová, Michaela (oponent) ; Doležal, Pavel (vedoucí práce)
Tématem této bakalářské práce je proces přípravy a charakterizace objemového materiálu z práškové směsi zinku a vápníku lisováním za tepla. Takto připravené materiály byly hodnoceny z hlediska mikrostruktury a fyzikálně mechanických vlastností. Byl pozorován vliv obsahu vápníku v materiálu na výslednou strukturu fyzikálně mechanické vlastnosti. Řešení je zaměřeno na studium vlivu složení při přípravě objemového materiálu a popis těchto dějů z fyzikálně-chemického hlediska tvorby struktury a výsledných vlastností materiálu.
|
|
|
Procesy přípravy a vlastnosti porézního zinkového materiálu
Moleková, Kristína ; Březina, Matěj (oponent) ; Hasoňová, Michaela (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberá prípravou porézneho materiálu z práškového zinku lisovaním za studena, lisovaním za studena s následným spekaním a lisovaním za tepla. V práci je obsiahnutá ako samotná príprava objemového materiálu, tak aj jeho charakterizácia na základe zhutňovacích podmienok procesu. Na základe fyzikálne mechanických charakteristík je hodnotený vplyv lisovacieho procesu na následný priebeh spekania a výsledné vlastnosti materiálu. Objemový materiál je charakterizovaný štruktúrou, pórovitosťou a fyzikálne mechanickými vlastnosťami. Charakteristika výsledného materiálu bude slúžiť k optimalizácii podmienok pre proces lisovania a spekania.
|
host ::
RSS.