|
|
Návrh a ověření nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu
Voňka, Jakub ; Rotter, Miloš (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem a ověřením chladícího systému a nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu, který bude pracovat při proměnné teplotě vzorku v rozsahu 20K - 300K. Vzhledem k požadované proměnné teplotě je použito heliového průtokového systému chlazení s využitím studeného He (~ 5 K) jako chladiva. Jsou řešeny dvě varianty nízkoteplotní části mikroskopu, v první verzi je chlazen pouze nosič vzorků, v druhém verzi je chlazen celý STM mikroskop. Navržený chladící systém tvoří He průtokový kryostat, který umožňuje připojení k zásobníku kapalného He (LHe) prostřednictvím nízkoztrátového He přepouštěče. Kryostat sestává z přívodů He, tepelných výměníků a měděných svazků (tzv. "braidů") pro tepelnou vazbu nosiče vzorků/STM mikroskopu a tepelně izolačního štítu kolem stolku mikroskopu s tepelnými výměníky. V práci je popsán návrh a konstrukce průtokového kryostatu s prvotními testy v sestrojené vakuové komoře. Dále je zde detailní rozbor tepelných toků tepelně izolačními podpěrami založených na styku sférických ploch a analýza tepelných toků v nízkoteplotní části chlazeného STM mikroskopu. Téma bylo řešeno ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně.
|
|
|
Nízkoteplotní rastrovací tunelová mikroskopie
Sojka, Antonín ; Havlíček,, Marek (oponent) ; Pavera, Michal (vedoucí práce)
Diplomová práce je rozdělena do dvou částí. První část pojednává o výrobě chromových a kobaltových hrotů pro SP-STM s následným testování chromových hrotů na systému Fe-Ir(111). Dále jsou v první části uvedené výsledky z růstových studií niobia na iridiu(111). Ve druhé části je detailně popsán experimentální LT-STM mikroskop fakulty Fyzikálního inženýrství. V kapitole je popsán vývoj mikroskopu a jeho testování na vzorku HOPG při atmosférických podmínek a ve vakuu. Kapitola uvádí největší problémy, který se při zprovozňování mikroskopu projevily a také jejich řešení. V druhé části je také uveden design nového transportní systému do vakua, který se skládá z paletky na transport hrotu a vzorku. V závěru druhé části je popsáno testování chladících systémů pro LT-STM a návrh jejich úprav.
|
|
|
SMV-2023-38: Testování povrchů pro kryogeniku
Frolec, Jiří
Zadavatel vyžadoval analýzu tepelně-radiačních charakteristik několika různých kovových materiálů, ze kterých byly nejprve ve spolupráci s ÚPT navrženy a vyrobeny speciální vzorky. Ty byly poté testovány ve speciální nízkoteplotní aparatuře. V rámci smluvního výzkumu pak došlo ke stanovení míry sálání tepelného záření, tzv. totální hemisférické emisivity, při teplotách od -268 °C až k pokojové teplotě. Vzájemným porovnáním výsledků může zadavatel určit optimální variantu pro zamýšlenou aplikaci, a to jak z hlediska samotného materiálu, tak i vzhledem k aplikované povrchové úpravě.
|
|
|
SMV-2023-37: Projekt CRYSA - kryostat sondy 2
Frolec, Jiří
Cílem celého projektu CRYSA je výběr a testování tří kompozitních materiálů vhodných pro uchycení zařízení na velmi nízké teplotě (kryostatu), jež bude součástí chystané vesmírné sondy Athena od Evropské kosmické agentury (ESA). Na projektu spolupracuje skupina Kryogeniky a supravodivosti z Ústavu přístrojové techniky (ÚPT), firmy OHB Czechspace, 5M s.r.o. a Ústav fyziky materiálů AV ČR. Uvedené smluvní výzkumy se v r. 2023 v ÚPT zaměřily na dílčí cíle projektu. Konkrétně byl finalizován výběr tří nejlepších materiálů, které budou v budoucnu testovány, byly vypracovány detailní postupy pro plánované měření tepelných vodivostí vzorků a metoda jejich teplotního cyklování za nízkých teplot. Pracovníky skupiny Kryogenika a supravodivost byla také provedena optimalizace měřící aparatury a změřeny tepelné vodivosti několika cvičných vzorků. Výstupy tohoto projektu pomohou ESA s výběrem optimálního materiálu pro konstrukci závěsů uvedeného kryostatu pro dalekohled Athena.
|
|
|
Návrh dusíkové Dewarovy nádoby pro elektronové mikroskopy
Brauner, Tomáš ; Voňka,, Jakub (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
Pro pozorování biologických preparátů v elektronových mikroskopech ve stavu blízkém jejich přirozené podobě je nutné vzorek zchladit na kryogenní teploty, nejčastěji s využitím kapalného dusíku (LN2). Za tímto účelem byla navržena LN2 Dewarova nádoba s chlazeným palcem, která bude sloužit pro chlazení držáku vzorků a antikontaminačního štítu skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) kombinovaného se zdrojem fokusovaného iontového svazku (FIB). Parametry navržené LN2 Dewarovy nádoby byly ověřeny měřením na zhotoveném funkčním vzorku. Při odhadované maximální tepelné zátěži 2 W na konci chlazeného palce byla dosažena teplota jeho konce 90,8 K. Odpovídající doba výdrže náplně LN2 o objemu 0,91 l je přibližně 11 h. Experimentálně získané hodnoty jsou ve shodě s hodnotami získanými na základě provedených teoretických výpočtů. Navržená LN2 Dewarova nádoba s chlazeným palcem s rezervou splňuje parametry specifikované v zadání této práce.
|
|
|
SMV-2022-43: Absorptivita a emisivita materiálů pro využití v kosmu
Králík, Tomáš
Tento smluvní výzkum byl zaměřen na ověření tepelné radiačních vlastností emisivity povlaků a krycích fólií pro vesmírné sondy. Polovina experimentů byla zaměřena na tepelně regulační \npovlaky jejichž účelem pasivního udržování optimální teploty přístroje rovnováhu mezi tepelným vyzařováním a absorpcí viditelného záření. Některé fólie měli unikátní termochromní vlastnosti, kdy se jejich tepelně radiační vlastní prudce mění s jejich vlastní teplotou. Druhá část výzkumu byla zaměřena na vliv kontaminace čistého kovového povrchu prachem simulujícím měsíční regolit na absorpci tepelného záření. V rámci tohoto výzkumu bylo změřeno pět různě kontaminovaných povrchů. Tato unikátní data umožní zadavateli výzkumu lépe navrhovat \naparatury pro práci na povrchu Měsíce nebo jiných planet. Zadavatel výzkumu vybral a dodal vzorky materiálů ve formě fólií a povrstvených plechů, které museli být upraveny do podoby \nvzorku vhodného do aparatury provozované na ÚPT. Jako simulant měsíčního regolitu byl použit materiál s označením EAC-1A. Cílem projektu bylo vyhodnotit tzv. totální hemisférickou emisivitu nebo absorptivitu v rozsahu teplot od 20 K do 300 K.
|
|
|
SMV-2022-42: Emisivita povlaků pro misi ARIEL
Králík, Tomáš
Tento smluvní výzkum byl zaměřen na ověření termální emisivity materiálu plánovaných pro použití v optickém sytému infračerveného dalekohledu ARIEL umístěného na oběžné dráze kolem země. Objednatel vybral několik vzorek povlaku s vysokou absorpcí světla. Tepelně radiační vlastnosti tohoto povlaku ale nebyli dosud známy. Cílem projektu bylo vyhodnotit tzv. totální hemisférickou emisivitu v rozsahu teplot od 20 K do 300 K. Výsledky umožní objednateli modelovat rozložení teplot uvnitř optické trasy dalekohledu.
|
|
| |
|
|
SMV-2022-10: Projekt CRYSA – ramena kryostatu pro kosmický dalekohled ATHENA
Frolec, Jiří
Cílem smluvního výzkumu z hlediska skupiny Kryogeniky a supravodivosti v Ústavu přístrojové techniky (ÚPT) je ve spolupráci s firmou OHB Czechspace (OHB) a Ústavem fyziky materiálů AV ČR (ÚFM) vybrat a experimentálně změřit vlastnosti materiálů vhodných pro uchycení zařízení na velmi nízké teplotě (kryostatu), jež bude součástí chystané vesmírné sondy Athena Evropské kosmické agentury (ESA). Řešitelé projektu vypracují rešerši o dostupných materiálech a na jejím základě pak vyberou dva nejvhodnější a komerčně dostupné materiály, které budou později v jednotlivých ústavech AVČR testovány. Materiály musí splňovat dvě základní vlastnosti – vysokou mechanickou odolnost a nízkou tepelnou vodivost. V rámci ÚPT budou pracovníci skupiny Kryogeniky a supravodivosti provádět, za pomoci speciálních aparatur a chlazením v kapalném héliu, měření tepelné vodivosti a expozici vybraných materiálů nízkým teplotám pro následné mechanické testy v ÚFM. Výstupy tohoto projektu pomohou ESA s výběrem optimálního materiál pro konstrukci závěsů daného kryostatu pro dalekohled Athena.
|
|
|
SMV-2022-09: Speciální vrstvy pro radiofrekvenční absorbér
Frolec, Jiří
V rámci připravované mise Evropské kosmické agentury, sondy JUICE, je úkolem Max Planck Institute for Solar System Research zjistit tepelně-radiační vlastnosti povlaků určených pro radiofrekvenční absorbér této sondy. V rámci smluvního výzkumu došlo k experimentálnímu ověření míry vyzařování tepelného záření, tzv. emisivity, u dvou různých povlaků, který tvořily povrch vyvinutých vzorků. Hlavním výstupem výzkumu jsou pak nízkoteplotní testy těchto vzorků provedené unikátní měřící aparaturou, chlazenou lázní kapalného hélia. Emisivita tepelného záření obou povrchů byla určena v teplotním rozmezí od 20 K do 300 K. V rámci projektu jsme také posoudili, kromě tepelně-radiačních vlastností, také mechanickou stabilita vzorku za nízké teploty. Všechna data byla předána zadavateli formou výzkumných zpráv.
|
host ::
RSS.