|
|
Research and development of a technology of hard anodization of nonferrous alloys
Remešová, Michaela ; Kudláček,, Jan (referee) ; Vidal, Salvador Pané (referee) ; Kaiser, Jozef (advisor)
Práce je zaměřena na výzkum a vývoj technologie přípravy tvrdých anodických vrstev na třech různých typech neželezných materiálů a to (i) hliníkové slitině (AA1050), (ii) čistém hořčíku (99.9% Mg) a (iii) zinkové slitině (ZnTi2). Vhodnou kombinací anodizačních podmínek (napětí, proudová hustota, teplota a složení elektrolytu atd.) lze vytvářet anodické vrstvy s rozdílnými vlastnostmi. V rámci předložené práce byl prokázán vliv předúpravy a anodizačních podmínek na vzhled, morfologii, tloušťku a tvrdost vytvořených anodických vrstev. Pro zvýšení tribologických vlastností a tvrdosti byly anodické vrstvy přímo dopovány Al2O3 částicemi nebo kombinací Al2O3 a PTFE částic během anodizačního procesu. Teoretická část práce popisuje základní principy anodizace, metody používané v průmyslové praxi a v práci je také popsán technologický proces. Experimentální část je rozdělena na tři základní části. První část se věnuje anodické oxidaci hliníkové slitiny AA1050. Druhá část je zaměřena na anodizaci čistého hořčíku a poslední část je zaměřena na anodizaci zinkové slitiny ZnTi2, která není tak známá jako anodizace hliníku.
|
|
| |
|
|
Nanoelectrodes for biophysical measurements
Márik, Marian ; Hrdý, Radim (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
The aim of the project is formation of nanoelectrodes on the silicon wafer surface by thin-film techniques combined with lithography and nanotechniques developed in LabSensNano. Project is engaged in lithography and in preparation of silicon wafers. Furthermore is proposed a brief proposal of electrodes, proposal of realization and current state of the experiment.
|
|
|
Fabrication of aluminium nano-templates by controlled dip anodizing
Stehlíček, Kamil ; Dvořák, Petr (referee) ; Lednický, Tomáš (advisor)
In this thesis we focus on the optimization of the technological process of making porous aluminium oxide (porous alumina), with emphasis on the level of orderliness of the final structure. Theoretical part is aimed primarily at the research part with overlap to defining the initial parameters values for experimental part. Experimental part is then focused on finding the optimal values of experimental parameters. Parallel task to the experimental part is the assembly of the laboratory setup used for anodization process.
|
|
|
Self-organized nanostructured oxide layers
Šťastná, Eva ; Pouchlý, Václav (referee) ; Jan, Vít (advisor)
Series of anodization experiments was conducted on pure aluminium (99,95 Goodfellow) substrates with the aim to map the possibilities and evaluate available techniques. Oxalic acid electrolyte was used for anodization at different voltage levels ranging from 20 to 60V, while current was always measured continuously during the experiment. The influence of substrate surface treatment, time and grain size of the substrate was documented for as anodized oxide structures using FEG-SEM. Well aligned and evenly distributed pores of the diameters ranging 20- 35 nm were achieved. Extremely fine pores down to 10 nm were achieved using the step-down technique governed by current limitation. Further post-anodizing treatment was evaluated – pore widening by chemical and electrochemical etching, which resulted in pores 80nm wide. The feasibility of electrodeposition of metallic wires directly into the AAO structure without substrate removal was evaluated. DC, AC symmetric and non-symmetric voltage setups were used. The deposition experiments results varied strongly depending on the post anodization treatment. For combination of pore-widening after anodizing with step-down stage, the deposition of copper nanowires was achieved. For simple step-down procedure, creation of very fine copper particles was realized using non-symmetric AC deposition. Further experiments and feasibility of metals electrodeposition in the AAO pores without substrate removal is discussed.
|
|
|
Nanostructured sensors for detection of organic compounds
Šťávová, Karolína ; Fohlerová, Zdenka (referee) ; Hrdý, Radim (advisor)
This bachelor's thesis is focused on the fabrication of sensitive layers composed of an array of gold nanorods and their modifications. Firstly, a nanoporous mask is made from a layer of aluminum using a method called anodic oxidation. Afterwards electrochemical deposition of gold and polypyrrole or gold and mercury is carried out into the mask. The sensitive layer is characterized by the scanning electron microscopy and other methods for elemental analysis. A sensor with this type of sensitive layer can be used for the detection of various organic compounds.
|
|
|
Impact of input parameters variation on fabrication of nanoporous alumina
Hriczo, Filip ; Macháčková, Marina (referee) ; Hrdý, Radim (advisor)
This thesis examines and tests acids and conditions, which make the production of nanoporous ceramic at the thin aluminium layer the most effective and provide the highest quality. This paper describes the production of nanoporous structures with pore size 15-400 nm, depending on the electrolyte. Creating a regular hexagonal structure by electrochemical oxidation is dependent on many parameters that affect the regularity of structure and parameters of the ceramics produced. They were investigated primarily by changes in temperature and input voltage. All results were examined by SEM analysis.
|
|
|
Electrochemical synthesis, characterization and applications of new types of 1D valve metal oxide nanostructures
Alijani, Mahnaz ; Prof. Lluis F. Marsal (referee) ; Tsuchiya, Hiroaki (referee) ; Macák, Jan (advisor)
Tato disertační práce představuje komplexní výzkum růstu TiO2 nanotrubicových (TNT) vrstev s vysokým poměrem délka/šířka (HAR) a jejich využití v pokročilých světelně-sensorických aplikacích. Výzkumné výstupy dosažené během tohoto doktorského studia zahrnují sérii článků, které se zabývají výzkumem syntézy a charakterizace vrstev HAR TNT na jedné straně a hodnocení výkonu těchto vrstev v různých senzorických modalitách na straně druhé. Počáteční studie se zaměřuje na anodizaci Ti fólií za účelem získání vrstev HAR TNT pomocí speciálně formulované elektrolytu obsahujícího NH4F/H2O/ethylene glycol s přídavkem mléčné kyseliny (LA). Výsledky ukazují, že regulací stáří a složení elektrolytu a použitím dostatečně vysokých potenciálů lze dosáhnout vrstev HAR TNT s vysokým poměrem délka/šířka (přibližně 450) v pozoruhodně krátkých časech anodizace ( 15 minut) ve srovnání s literaturou dostupnou před zahájením této disertační práce. Tento přístup nabízí slibnou cestu k získání robustních vrstev TNT bez dielektrického průrazu, eliminující potřebu řízení dalších procesních parametrů, jako je ohřev nebo ochlazování elektrolytu. Na základě úspěšných výsledků byla v následující práci zkoumána galvanostatická anodizace pro získání vrstev HAR TNT v elektrolytu obsahujícím LA. Bylo zjištěno, že mléčná kyselina účinně předchází dielektrickému průrazu při použití vysokých proudových hustot. Tento nález poukazuje na potenciál galvanostatické anodizace pro výrobu vrstev HAR TNT v podstatně zkrácených časech anodizace při pokojové teplotě. Navazující výzkum v disertační práci se zabývá mikrovlnnou fotoelektrickou vodivostí TNT vrstev s různou tloušťkou (15, 50, 80 a 110 m) při frekvencích X-pásma (~8 GHz) pro aplikace v senzorice a bezdrátové vesmírné komunikaci. Integrace anatasových TNT vrstev s rovinným rezonátorem se rozděleným kroužkem (SRR) umožňuje hodnocení jejich mikrovlnné fotoelektrické vodivosti. Experimentální výsledky odhalily významné variace v rezonanční amplitudě a frekvenčních odezvách TNT vrstev, přičemž TNT vrstvy o tloušťce 80 m vykazovaly nejvyšší citlivost. Byly stanoveny korelace mezi účinností fotoelektrické vodivosti, velikostí krystalitů a tloušťkou vrstev TNT, což podporuje využití optimalizovaných vrstev TNT pro co nejlepší mikrovlnného snímání. Kromě toho práce zkoumá vrstvy TNT na SRR pro detekci viditelného světla. Depozicí CdS tenkých vrstev na TNT vrstvy pomocí technologie depozice atomárních vrstev (ALD) se TNT vrstvy stávají velmi citlivé ve viditelné oblasti spektra, což umožňuje efektivní detekci UV a viditelného světla a detekci světlem indukovaných změn dielektrických vlastností TNT vrstev. Experimentální výsledky souhlasí s teoretickými modely a zdůrazňují výjimečný potenciál senzorů založených na TNT při detekci nebezpečí, monitorování znečištění, analýze materiálů a světelné komunikaci mezi satelity. Celkově tato práce poskytuje komplexní porozumění o růstu HAR TNT vrstev a jejich schopnostem pro pokročilé senzorické aplikace. Získané poznatky z tohoto výzkumu přispějí k rozvoji senzorů založených na nanomateriálech a otevírají nové možnosti jejich využití v různých odvětvích a nových technologiích.
|
|
|
Corrosion of Aircraft Structures
Poláček, Juraj ; Juračka, Jaroslav (referee) ; Katrňák, Tomáš (advisor)
Presented bachelor's thesis deals with the corrosion attack of aircraft structures and their influence on the mechanical properties of individual parts of aircraft structures. The research part of the thesis describes the principles of corrosion attack formation and the influence of aggressive envi- ronments on their formation and development. The influence of aggressive environments is demonstrated through corrosion tests. The thesis maps the most commonly used materials in the aerospace industry. At the same time, it assigns specific materials to typical locations of aircraft structures. Through information and assistance with LOM Prague company, the thesis identifies and displays the most common corrosion-prone areas. Additionally, possible hazards arising from corrosion in specific locations of aircraft structures are described. The output of the thesis presents options for corrosion protection. This is especially the process of anodization, surface treatments, maintenance and appropriate material design in the development of aircraft structures. Due to the extensive use of the anodization process and surface treatments, an analysis was conducted to assess their impact on the mechanical properties of aluminium alloy 6061.
|
|
|
Porous-alumina-assisted formation of metal and metal-oxide nanostructures for use in advanced micro-devices
Kamnev, Kirill ; Mardare, Andrei Ionut (referee) ; Blanchar, Xavier Correig (referee) ; Mozalev, Alexander (advisor)
Anodizace kovů přes masku porézní anodické aluminy (PAA) je použita namísto nanoporézní anodizace nebo tradičních nanofabrikačních metod na výrobu nových nanostrukturovaných oxidů kovů se zdokonalenými parametry. Vylepšování vlastností oxidů ZrO2 a HfO2 nanostrukturováním vzbuzuje podstatný zájem kvůli aktivní komercionalizaci těchto oxidů kovů. Nanostrukturování ZrO2 a HfO2 anodizací je náročné kvůli včasné krystalizaci anodického oxidu a téměř nulovému transportnímu číslu kationtů. Tyto problémy jsou řešeny systematickým zkoumáním anodického chování dvouvrstev složených z tenké vrstvy Al nadeponované na vrstvě Zr nebo Hf. Po prvý krát je dosažen reprodukovatelný růst ZrO2 nanostruktur přes masku PAA, které plní póry PAA masky jenom částečně. Tyto vnořené ZrO2 nanostruktury se projevují zlepšeným dielektrickým výkonem v širokém rozsahu frekvencí s nízkými zbytkovými proudy a vysokými hodnotami průrazného napětí. Tyto vlastnosti z nich dělají atraktivní struktury pro použití v mokrých a hybridních elektrolytických kondenzátorech. Vrstvy s rovným povrchem, kompatibilní se standardními metodami nanofabrikace a obsahující ZrO2 nanostruktury kompletně plnící póry PAA masky, jsou syntetizovány kombinací anodizace přes masku PAA s částečným rozpuštěním PAA. Tyto vrstvy jsou použity v experimentálních MIM mikrokondenzátorech, které vykazují nízké zbytkové proudy, vysoké hodnoty průrazného napětí, vysoké hustoty energie, nízké hodnoty teplotního koeficientu kapacity a výbornou linearitu mezi kapacitou a napětím, což z nich dělá dokonalé kandidáty pro pasivní integraci zařízení na čipu. ZrO2 nanovrstvy připraveny anodizací přes masku PAA jsou, po prvý krát, schváleny k produkci osteogenních biokeramických povlaků. Tyto nanostrukturované biokeramické ZrO2 povlaky mohou modulovat interakce mezi buňkami a povrchem a zvyšovat mineralizaci osteoblastů 5 krát oproti rovné anodické ZrO2 vrstvě. Nanostrukturované HfO2 vrstvy připraveny anodizací přes masku PAA vykazují opakovatelné nízkovýkonové bipolární rezistivní spínání, což je dělá význačnými jako tuhé elektrolyty pro aplikace v memristorech. Anodizace Hf přes masku PAA v kombinaci s vhodnými chemickými modifikacemi povrchů je použita po prvý krát k vytvoření samouspořádaných nanostrukturovaných HfO2 povlaků, které jsou superhydrofóbní, odpuzují olej, jsou transparentní pro viditelné světlo a antireflexní, což je dělá velmi vhodnými pro pasivaci fotovoltaických zařízení.
|
guest ::
