|
|
Study of microstructure evolution during intermediate stage of sintering of advanced ceramic materials
Jemelka, Marek ; Pouchlý, Václav (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Hlavním cílem této diplomové práce byl popis závislosti kritické hustoty (tj. hustota, při které se tubulární póry zcela přemění na póry izolované a uzavřené) a průměrné velikosti zrn při této hustotě na rozdílných rychlostech ohřevu během druhého stádia slinovacího procesu. Dosažené výsledky jsou velice důležité, např. pro produkci transparentních balistických pancířů, vysoce výkonných řezných nástrojů či kostních a kloubních implantátů, jelikož poskytují informace pro výběr nejvhodnější slinovací metody, jejímž výsledkem jsou vzorky v předslinutém stavu s minimální velikostí zrn pro následnou metodu izostatického lisování za tepla (post –HIP). Bylo zjištěno, že kritická hustota všech studovaných oxidových materiálů (Al2O3, tetragonální ZrO2 a kubické ZrO2) není významně závislá na rychlosti ohřevu v rozmezí od 2°C/min do 200°C/min a průměrné hodnoty kritických hustot jsou 96.3 %; 92,4 % a 93,0 % pro Al2O3, t- ZrO2 a c-ZrO2. Výsledky z dosavadní literatury prokázali, že kritická hustota není taktéž závislá na mikrostruktuře keramického polotovaru, a tedy je možné usuzovat, že kritická hustota je materiálovou konstantou závislou na dihedrálním úhlu materiálu. Slinovací trajektorie (tj. závislost průměrné velikosti zrn na relativní hustotě) byly vyhodnoceny jak pro všechny tři způsoby slinování lišící se rychlostí ohřevu (2, 10 a 200 °C/min s dobou výdrže 5 min), tak pro takzvaný způsob slinování- long-dwell (nízké slinovací teploty s dobou výdrže 5 – 10 h). Výsledky nepotvrdily, že by některá z alternativních metod slinování vedla ke snížení průměrné velikosti zrn při kritické hustotě materiálu, a tudíž v současnosti nejvyužívanější metoda pro přípravu materiálů v předslinutém stavu, tzv. metoda konvenčního slinování (rychlost ohřevu 10 °C/min, doba výdrže 5 min), zůstává i nadále vhodnou metodou pro přípravu vzorků s optimální mikrostrukturou pro následný post-HIP proces.
|
|
|
Corrosion degradation of magnesium alloys in SBF solutions
Ročňáková, Ivana ; Horynová, Miroslava (referee) ; Doležalová Weissmannová, Helena (advisor)
Nowadays, magnesium alloys are used in many sectors of human activity, particularly in the aerospace and automotive industries, due to a combination of good mechanical properties and low density of magnesium. Recently, however, the attention is paid to the possibility of using magnesium alloys in the medical field, mainly due to the chemical properties of magnesium. The diploma thesis is focused on evaluating of the corrosion behavior of AZ31alloy and AZ61 alloys in SBF solutions that are solutions simulating body fluids. The alloys were subjected to immersion test in Hank’s solutions for time span from 24 to 1008 hours. The corrosion process was evaluated based on several factors: alloy composition, time and pH changes. The thesis also describes in detail the methodology for establishing magnesium and zinc by method of flame absorption spektrometry (F AAS). The determination of aluminum was carried out by atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization (ET AAS).
|
|
|
Analysis of Flow Distribution in Systems with Dense Tube Bundles
Babička Fialová, Dominika ; Dohnal, Miloslav (referee) ; Turek, Vojtěch (advisor)
Considering heat transfer equipment with dense tube bundles, it is essential to ensure as uniform a fluid distribution into the tubes as possible in order to prevent various operating problems. This bachelor’s thesis therefore focuses on tube-side flow analysis in such equipment. CFD simulations were carried out using a diverse set of flow systems with outflow into a constant-pressure environment. The respective tube bundle geometries differed in densities and sizes, arrangements of the tubes, and tube diameters. Air was used as the working fluid in the majority of the cases, however, some of the simulations were also carried out with water. Data obtained from evaluations in the fluid flow modelling software ANSYS Fluent were further analysed and the influence of the mentioned differentiating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the regression model, the dependence of flow distribution non-uniformity on density and size of the bundle and on mass flow rate per unit outflow area cannot be rejected with the standard significance level. As for pressure drop, the only parameter that was not rejected was mass flow rate per unit outflow area.
|
|
| |
|
|
Development of a strategy for 3D printing of copper using Laser Powder Bed Fusion
Kryšpín, Vojtěch ; Vaverka, Ondřej (referee) ; Malý, Martin (advisor)
Copper sees vast usage in aeronautical, electrotechnical and energy industries due to its excellent machinability and thermal and electrical conductivity. In combination with modern computational approaches such as topological optimalization, additive manufacturing of copper has a great potential. My work has focused on creating a sample with the highest relative density through the application of recoating and remelting strategies. The best specimens which reached relative density over 99,1% were created with the following printing parameters: LP = 400 W, LV = 400 m·s-1 a HD = 0,01 mm.
|
|
|
Comparison of localization limiters for strain-softening
Květoň, Josef ; Vořechovský, Miroslav (referee) ; Eliáš, Jan (advisor)
It is well known, that simulation of crack propagation using the finite element method is dependent on mesh discretization. The thesis compares two approaches, that are designed to reduce the mesh influence: (I) the crack band model and (II) the nonlocal model. These localization limiters are applied to simulate three-point-bent beam with and without notch. The model of the beam is made with several variants of mesh discretization differing in finite element size and inclination. Performance of both localization limiters is discussed.
|
|
|
Computer Library with Clustering Methods
Riša, Martin ; Homoliak, Ivan (referee) ; Košík, Michal (advisor)
The aim of this work is to create a library with chosen clustering methods, to compare their effectiveness and their properties by testing them on different input data sets. The aim of the testing is to determine efficiency of a method, to determine advantages and disadvantages of a method to cluster general input data or to cluster only data of specific shapes. Stages of development of the library are also documented in the text of this work.
|
|
|
Investment casting of TiAl alloys
Umshaus, Josef ; Malec, Silvestr (referee) ; Zemčík, Ladislav (advisor)
Intermetallic alloys gama TiAl are prospective materials of future thanks its excellent machanical qualities and low density. However this alloy clash with for wider expansion to the practice on burdensomeness production and processing. Among disavantages belongs to also her bad fluidity. The diploma work is angaged in possibilities imporing fluidity alloys TiAl by the help of centrifuge casting. Casting healthy casts was achieved in experimental part.
|
|
|
Processing of Electroceramic Materials for Advanced Applications
Kachlík, Martin ; Petzelt, Jan (referee) ; Bartoníčková, Eva (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Disertační práce se zabývá přípravou pokročilých keramických materiálů se zajímavými fyzikálními vlastnostmi. Materiály, připravené v rámci této práce, byly vyrobeny tuho-fázovými popř. hydrotermálními syntézami. První ze zkoumaných materiálů je elektrokeramika EuTiO3 s perovskitovou mřížkou. Absence termodynamických dat tohoto systému vedla k rozsáhlému experimentálnímu výzkumu vhodných podmínek jeho přípravy. Tři směsi práškových prekurzorů (Eu2O3 s Ti2O3 nebo TiO2 – rutil či anatas) byly homogenizovány mletím v planetovém mlýnu a formovány izostatickým tlakem 300 MPa. Vzniklé keramické polotovary diskového tvaru byly slinovány konvenčními metodami v redukčních atmosférách (Ar + 7 % H2 nebo pouze čistý H2) popř. pokročilou slinovací metodou Spark Plasma Sintering (SPS). Následně byl studován vliv slinovací metody, teploty, složení atmosféry a prodlevy na finální hustotu a fázovou čistotu vzorků. Tento výzkum vyústil v úspěšnou přípravu jednofázové EuTiO3 objemové keramiky s relativní hustotou vyšší než 95 % teoretické hustoty (%TH). S ohledem na dostupnou literaturu jsou tyto materiály jedinými publikovanými vzorky fázově čisté EuTiO3 keramiky s tak nízkou porozitou. Důležitost těchto výsledků je podložena čtyřmi publikacemi v impaktovaných časopisech, kde byly vlastnosti měřené na těchto vzorcích prezentovány. Spektra infračervené odrazivosti byla porovnána s výsledky v literatuře. Byla tak demonstrována nezbytnost fázově čistých vzorků s minimálním porozitou pro měření jejich reálných (neovlivněných) fyzikálních vlastností. Další výzkum byl zaměřen na hydrotermální syntézu (HTS) keramického prášku Eu0,5Na0,5TiO3. Prezentované HTS byly uskutečněny ve vysoce zásaditém prostředí vodných roztoků NaOH nebo KOH při teplotách 220 – 250 °C. Experimenty s různými koncentracemi prekurzorů (EuCl3 a TiCl4) a redukčních činidel vedly k přípravě jednofázového práškového perovskitu Eu0,5Na0,5TiO3 s krychlovými částicemi s rozměry pod 1 m. Jiný titaničitan - MgTiO3 – byl syntetizován tuho-fázovou reakcí směsi práškových prekurzorů MgO a TiO2. Směsi byly mechanicky aktivovány v kulovém mlýnu po dobu 0, 10, 40, 80 nebo 160 min. Keramická tělesa byla slinována pomocí dvou různých přístupů a to buď metodou Two-step Sintering (TSS) na teplotách 1300 °C (30 min) a následně 1200 °C (20 h) nebo nejprve konvenčním slinováním při 1300 °C popř. 1400 °C po dobu 30 min a poté ještě pomocí metody Hot Isostatic Press (HIP) na 1200 °C popř. 1280 °C. V případě HIP-ovaných vzorků při 1280 °C po 3 hodiny v inertní Ar atmosféře o tlaku 200 MPa byly získány fázově čisté keramické vzorky MgTiO3 s relativní hustotou nad 93 %TH. Poslední z prezentovaných materiálů je Ba(Ca)Ti(Zr)O3 bezolovnatá piezokeramika, která byla připravena tuho-fázovou reakcí práškových směsí mletých v planetovém kulovém mlýnu za rozdílných podmínek. Keramická tělesa lisovaná izostatickým tlakem (300 MPa) byla dále zhutněna beztlakým slinováním na teplotách 1200, 1300, 1400 popř. 1500 °C po dobu 1 h na vzduchu. Byly studovány potřebné podmínky pro přípravu jednofázové perovskitové Ba0,85Ca0,15Ti0,9Zr0,1O3 keramiky s požadovanou mikrostrukturou. Úspěšně tak byly připraveny vzorky fázově čisté Ba(Ca)Ti(Zr)O3 keramiky o relativní hustotě až 96 %TH. Prezentované výsledky potvrzují význam volby vhodné metody výroby a potřebných parametrů k získání pokročilých elektrokeramických materiálů s požadovanou mikrostrukturou i fázovým složením a tudíž i pro správné stanovení jejich fyzikálních vlastností.
|
|
|
Device localization using BLE packets
Tsevelnyam, Amgalanbayar ; Číž, Radim (referee) ; Sysel, Petr (advisor)
Master’s thesis is about indoor localization of objects or persons using Bluetooth Low Energy. The outcome of this work is determining the accuracy of a localization method One Nearest Zone on density of the localization network, implementing the Trilateration method and also determining the accuracy of this localization method on density of the localization network.
|
guest ::
