|
|
Příprava a vlastnosti transparentních polykrystalických keramických materiálů
Tásler, Jan ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a vlastnostmi transparentních polykrystalických keramických materiálů na bázi Al2O3. Teoreticky jsou představeny nejdůležitější technologické aspekty přípravy těchto materiálů. Detailní pozornost je věnována transparentní Al2O3 polykrystalické keramice dopované prvky vzácných zemin. Na vzorcích Al2O3 dopovaných a kodopovaných dysprosiem, terbiem a chromem je zkoumán vliv mikrostrukturních parametrů na výsledné optické vlastnosti (vyjádřené veličinou RIT). Pozorován je výrazný vliv průměrné velikosti zrn na propustnost světla u všech připravených vzorků. Nejvyšší hodnoty RIT = 55 % (měřené laserovým paprskem s vlnovou délkou 632,8 nm) bylo dosaženo optimalizovaným procesem přípravy pro vzorek dopovaný 0,05 at. % dysprosia. U všech vzorků jsou rovněž rozebírány fotoluminiscenční vlastnosti. Naměřená fotoluminiscenční emisní spektra odpovídají aktivaci dopujících prvků. V případě terbiem a chromem kodopovaných vzorků se prokázaly rozdíly v aktivaci jednotlivých dopantů v závislosti na rozdílné excitační vlnové délce, což mělo za následek rozdílné barevné emise pro rozdílné excitační vlnové délky.
|
|
|
Slinování pokročilých keramických materiálů
Průdek, Miloš ; Trunec, Martin (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
V předložené diplomové práci bylo studováno slinování hexagonálního Al2O3 a kubického MgAl2O4 pomocí slinovacích cyklů složených z beztlakého předslinutí metodou dvojstupňového slinování s následným doslinutím s využitím tlaku (HIPováním). Cílem bylo pokusit se snížit (při zachování vysoké dosažené hustoty) střední velikost zrn a tím zvýšit tvrdost keramiky popř. optickou transparenci. Hlavní úsilí bylo věnováno optimalizaci předslinutí pomocí různých slinovacích cyklů. Přestože bylo vyzkoušeno velké množství různých kombinací teplot a prodlev dvojstupňového slinování, nepodařilo se výrazným způsobem zvýšit výslednou tvrdost vzorků. V případě kubického MgAl2O4 bylo dosaženo hustot blížících se teoretické hustotě, což se projevilo v optické transparentnosti vzorků.
|
|
|
Studium vývoje pórů při slinování pokročilých oxidových keramických materiálů
Spusta, Tomáš ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Predložená bakalárska práca má za úlohu experimentálne stanoviť chovanie pórov pri prechode od otvorenej k uzatvorenej pórovitosti v oxidických keramických materiáloch (Al2O3, t-ZrO2, c-ZrO2). Boli použité komerčne vyrábané keramické práškové materiály s rôznou veľkosťou počiatočných častíc od rôznych výrobcov (Al2O3 – AKP30, REYNOLDS, TAIMICRON; ZrO2 + 3 mol.% Y2O3 – TZ3Y, TZ3YSB; ZrO2 + 8 mol.% Y2O3 – TZ8Y, TZ8YSB). Vzorky boli izostaticky lisované tlakmi 100MPa a 300MPa a spekané bez použitia tlaku do relatívnych hustoty 88-96 %. Z výsledkov vyplýva, že na evolúciu pórov má rozhodujúci vplyv typ materiálu a že k uzatvoreniu pórovitosti dochádza u kubického ZrO2 pri relatívnej hustote asi 91-92 %, u tetragonálneho ZrO2 pri relatívnej hustote asi 92-93 % a u Al2O3 pri relatívnej hustote asi 94 %, a to nezávisle na lisovacom tlaku a veľkosti počiatočných častíc keramického prášku.
|
|
|
Rychlé slinování pokročilých keramických materiálů
Prajzler, Vladimír ; Salamon, David (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá rychlým slinováním pokročilých keramických materiálů, a to tetragonálního ZrO2 a Al2O3 v konvenční odporové peci. Tento přístup je umožněn speciální superkantalovou pecí schopnou vyvinout rychlosti ohřevu až 200 °C/min. Rychlým slinováním byly získány vzorky s relativní hustotou vyšší než 93 % u ZrO2, resp. 97 % u Al2O3, a to bez vytvoření trhlin v tělesech. Dosažené relativní hustoty v případě tetragonálního ZrO2 byly vyšší u vzorků s většími póry v keramickém polotovaru. Toto chování je odlišné od konvenčního slinování a vede k úvahám o přenosu tepla zejména radiací.
|
|
|
Optimalizace obrábění keramických polotovarů
Ráčková, Jana ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá hlavně optimalizací obrábění keramických polotovarů ze ZrO2 a Al2O3. První část práce je věnovaná literární rešerši, ve které jsou popsány jednotlivé kroky technologie tvarování keramických polotovarů, především metoda gelcasting. Práce popisuje možnosti frézování keramických materiálů, pomocí CNC technologie. Práce popisuje závislost získaných drsností na úpravách polotovarů a použitých strategiích obrábění. Nejnižších parametrů drsnosti na vzorcích ZrO2 bylo dosaženo po jejich vyžíhání na 900 °C, zatím co u vzorků Al2O3 bylo nejnižších drsností dosaženo na vzorcích v nevyžíhaném stavu. Vzorky obrobené kulovou frézou vykazovaly drsnosti povrchu Ra = 1 µm pro ZrO2 a Ra = 1,3 µm pro Al2O3. Rovněž popisuje možnost obrábění tvarů s ostrými hranami a jemnými detaily, u kterých bylo nejlepších výsledků dosaženo na vzorcích ZrO2 vyžíhaných na 900 a 1100 °C. Opotřebení nástroje bylo významné především při obrábění vzorků Al2O3 vyžíhaných na teploty vyšší než 800 °C.
|
|
|
Vývoj mikrostruktury pokročilých oxidových keramických materiálů při rychlém slinování
Prajzler, Vladimír ; Chlup, Zdeněk (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vlivem rychlého beztlakého slinování na vývoj mikrostruktury pokročilých keramických materiálů, a to -Al2O3 a t-ZrO2 (dopovaného 3 mol% Y2O3) s velikostí částic od 60 nm do 270 nm. Vysoké a řízené rychlosti ohřevu (až do 2000 °C/min) byly umožněny použitím speciální odporové pece s výsuvným dnem. Aplikace rychlého slinování v řádu 100-200 °C/min umožnila přípravu hutných objemných těles bez viditelných defektů i trhlin. Vyšších hustot bylo dosaženo u slinutých vzorků připravených vyšším lisovacím tlakem, přičemž v řádu desítek minut byly připraveny vzorky s relativní hustotou vyšší než 99 % jak z Al2O3, tak i ze ZrO2., který se vyznačuje velmi nízkou hodnotou tepelné vodivosti. Odlišné chování vykazoval pouze TZ-3Y materiál, u kterého při rychlosti ohřevu větší než 10 °C/min vznikala gradientní core-shell struktura s hutným povrchem a porézním středem tělesa. V této práci bylo prokázáno, že přítomnost core-shell struktury není primárně způsobena teplotním gradientem vznikajícím při rychlém ohřevu. Její vznik je podmíněn přítomností nečistot, pravděpodobně na bázi chlóru, které po uzavření všech povrchových pórů způsobují nárůst tlaku uvnitř slinovaného tělesa a brání tak jeho dalšímu smršťování. Tepelným zpracováním keramického polotovaru při 1000 °C po dobu 10 hod před samotným rychlým slinováním byl tento jev eliminován a i u tohoto materiálu bylo dosaženo až 99,9 % teoretické hustoty.
|
|
|
Příprava a vlastnosti obrobitelných keramických materiálů
Sláma, Martin ; Matoušek, Aleš (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na studium obrobitelnosti keramických materiálů v závislosti na teplotě předslinutí. Použitým materiálem byla keramika na bázi Al2O3. Obrobitelnost oxidu hlinitého byla zjišťována na vzorcích připravených uniaxiálním lisováním. Pro obrábění se používaly vzorky bez tepelného zpracování ihned po vylisování a vzorky předslinuté na teploty 700°C, 800°C, 900°C a 1000°C s rozdílnou dobou výdrže na teplotě předslinutí. Obrobitelnost se testovala v závislosti na vyfrézované hloubce. Vzorek se obráběl do čtyř úrovní hloubky. Ve výsledcích byla hodnocena obrobitelnost materiálu, vliv teploty a doby výdrže na předslinovací teplotě na obrobitelnost materiálu a použití v praxi.
|
|
|
Slinování pokročilých keramických materiálů s využitím vysokoteplotní dilatometrie
Pouchlý, Václav ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím vysokoteplotního dilatometru při slinování pokročilých keramických materiálů. V rámci diplomové práce byl vytvořen software, který využitím několika dilatometrických slinování dokáže pomocí konceptu Master Sintering Curve vypočítat aktivační energii slinovacího procesu. Tento software byl ověřen na čtyřech různých keramických materiálech, u nichž byly stanoveny následující aktivační energie slinovacího procesu: 990kJ/mol pro tetragonální ZrO2 (dopovaný 3mol%Y2O3), 620kJ/mol pro kubický ZrO2 (dopovaný 8mol%Y2O3) a 640kJ/mol respektive 720kJ/mol pro Al2O3 s rozdílnou velikosti částic.
|
|
|
Studium slinování nanočásticových keramických materiálů
Dobšák, Petr ; Hanykýř, Vladimír (oponent) ; Havlica, Jaromír (oponent) ; Šída, Vladimír (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Předmětem dizertační práce bylo studium slinování nanočásticových a submikročásticových keramických materiálů na bázi oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého s cílem srovnat kinetiku slinování nanometrových a submikrometrových keramických struktur. Vstupní keramické práškové materiály na bázi oxidu zirkoničitého se lišily úrovní koncentrace stabilizujícího oxidu ytritého, která se pohybovala v rozsahu od 0 do 8 mol %. V dizertační práci bylo statisticky prokázáno, že proces slinování byl výrazněji ovlivňován jinými faktory než bylo fázové složení (plynoucí z rozdílné koncentrace oxidu ytritého), a to především velikostí částic a strukturou keramického polotovaru. Z Herringova měřítkového zákona byl odvozen vztah pro výpočet slinovacích teplot materiálů s odlišnou velikostí částic. Odvozený vztah dobře popisoval relaci mezi velikostí částic a slinovací teplotou submikročásticového a nanočásticového oxidu zirkoničitého, jejichž částice měly přibližně kulový tvar a byly slabě aglomerované. U oxidu hlinitého nebyly vypočtené teploty v dobré shodě s experimentem. Především pro nanočásticový oxid hlinitý byla skutečná teplota slinování výrazně vyšší než teplota určená výpočtem. Důvodem byla silná aglomerace keramického práškového materiálu a také nepravidelnost tvaru částic. Rozhodující vliv na kinetiku slinování měla mikrostruktura slinovaných polotovarů. S klesajícím poměrem velikostí pórů k velikosti částic klesala slinovací teplota a rostla konečná hustota keramických materiálů (s obdobnou velikostí částic výchozího keramického polotovaru). S rostoucí velikostí pórů ve výchozím polotovaru rostla slinovací teplota. Ze získaných výsledků vyplynula důležitost eliminace stabilních pórů s vysokými koordinačními čísly při přípravě keramických polotovarů. Pro slinování submikročásticového a nanočásticového oxidu zirkoničitého byl platný stejný model kinetiky slinování. Aktivační energie nanočásticového oxidu zirkoničitého byla výrazně nižší ve srovnání se submikročásticovým oxidem zirkoničitým. Pro slinování nanočásticového oxidu zirkoničitého byla charakteristická tzv. „nultá“ fáze slinování. Bylo zjištěno, že procesy uplatňující se v „nulté“ fázi slinování jsou tepelně aktivované a byla určena jejich aktivační energie. V průběhu slinování submikrometrického oxidu zirkoničitého docházelo v oblasti otevřené porozity k malému počátečnímu nárůstu střední velikosti pórů (1,3 násobku původní velikosti). Při slinování nanočásticového oxidu zirkoničitého byl proces růstu pórů v počátečních fázích slinování daleko výraznější (5,5 násobek původní velikosti). Na vyšším nárůstu střední velikosti pórů nanočásticového oxidu zirkoničitého se kromě preferenčního slinování aglomerátů podílel pravděpodobně také přeuspořádávací proces v nulté fázi slinování. V rámci této dizertační práce byla vyvinuta technologie přípravy objemové keramiky ytriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého s vysokou hustotou (99,6 % t.h.) a nanometrovou velikostí zrn (65 nm).
|
|
|
Svařování rozměrných hliníkových svařenců
Tkaný, Jan ; Kovář, Petr (oponent) ; Daněk, Ladislav (vedoucí práce)
Práce vytvořená v rámci obecného bakalářského studia podává pohled na základní dělení hliníkových slitin, résumé technologií a principů svařování hliníku a jeho slitin. Je zaměřena na popis dělení slitin Al a jejich vhodnost ke svařování, charakteristiku jednotlivých metod a popis problémů při svařování rozměrných hliníkových svařenců. U každé z metod jsou uvedeny možnosti aplikace, popis a schéma činnosti a specifika týkající se ochranných plynů nebo elektrod. Problémy při svařování rozměrných dílců jsou zde charakterizovány vnějšími a vnitřními deformacemi, složitostí napěťových polí, popřípadě teplotních polí. Pro zjištění velikosti úhlových deformací je uvedena ukázka grafu pro praktické použití. V závěru je uvedeno, které metody je vhodné aplikovat u rozměrných svařenců.
|
host ::
RSS.