|
|
Synthesis and properties of zinc hydroxide and zinc oxide nanosheets
Hynek, Jan ; Lang, Kamil (advisor) ; Kovanda, František (referee)
1 Abstract The structure of layered zinc hydroxide intercalated with dodecyl sulfate (LZH-DS) anions was studied in detail. LZH-DS was prepared by direct precipitation in water and formed different phases. The following phases of LZH-DS were prepared - "extended" phase (ex) by direct precipitation in water, "shrunk" (s) and "super-shrunk" (ss) phases via treatment of LZH-DS(ex) phase in methanol. The studies of the thermal behavior of LZH-DS(ex) revealed interstratification of intercalated DS anions. It is the first example of interstratification in layered hydroxides that are intercalated with long aliphatic alkyl chain anions. The experimental results were used for molecular dynamic modelling of the structures. Nanometric thin films were prepared by dip-coating and inkjet printing of ZnO nanosheets on glass plates. The side-by-side alignment of the ZnO nanosheets on the substrate resulted in thin, transparent, oriented ZnO surfaces with the high-energy {001} facets exposed. The method of nanosheet deposition affected the film morphology; the dip-coated films were smooth and nonporous, while the inkjet-printed films were rough and had a surface area in the range of approximately 100-160 m2 g-1 . The first-order rate constants for the photocatalytic degradation of 4-chlorophenol on the nanosheet-based films...
|
|
|
Effects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interface
Matěják, Vladimír ; Kotoul, Michal (referee) ; Růžička, Milan (referee) ; Juračka, Jaroslav (advisor)
Kompozitní materiály se projevují komplexním způsobem porušování, které může být dále ovlivněno přítomností různých poruch plynoucích z výrobních processů nebo se vyskytujících v průběhu života součásti. Důkladné porozmění procesů porušování a jejich okolností je nezbytné pro navrhování kompozitních konstrukcí, jenž budou bezpečnější, trvanlivější a ekonomičtější. V první části disertační práce jsou popsány způsoby porušování kompozitů a uvedeny současné matematické metody pro analýzu a výpočet únosnosti. Dále jsou zde vyjmenovány hlavní druhy vad a stručně diskutován jejich vliv na vlastnosti kompozitních materiálů. Zvláštní důraz je kladen na delaminace, společně se základními principy lomové mechaniky a jejich uplatnění při výpočtech a zkoušení kompozitů. Druhá část je zaměřena na delaminace na rozhranní dvou různých materialů. Lomová houževnatost byla experimantálně měřena ve třech typech zatížení za účelem stanovení poruchového kritéria založeného na podílu módu I a módu II. Během tohoto experimentu byla vyvinuta nová metoda měření délky trhliny pomocí digitáního zpracování obrazu a rovněž byla navržena nová definice počátku šíření trhliny. Analytické vztahy pro výpočet míry uvolnění deformační energie z naměřených dat byly rozšířeny o vliv rozdílných elastické parametrů materiálů na rozhranní. Podrobnější prozkoumání analytických vztahů a výpočet metodou konečných prvků odhalil, že podíl módu I a módu II je závislý na vzdálenosti od čela trhliny a poruchové kritérium založené na podílu smíšenosti tak nemůže být použito.
|
|
|
Buckling and Postbuckling of Delaminated Composite Plates
Obdržálek, Vít ; Vrbka, Jan (advisor)
Chování laminátových desek namáhaných na tlak či na smyk může být výrazně ovlivněno přítomností delaminací, tedy oblastí, kde je porušena vazba mezi sousedními vrstvami. Cílem této práce je rozšířit znalosti o chování delaminovaných desek, a to především o chování desek s větším počtem delaminací a desek s delaminacemi libovolného tvaru, neboť taková podoba porušení laminátu více odpovídá poškození vznikajícího v důsledku nízkorychlostního dopadu cizího tělesa na laminátovou desku. Disertační práce se skládá ze tří hlavních částí. V první části jsou stručně nastíněny postupy využívané při analýze boulení delaminovaných desek a jsou diskutována omezení těchto analýz. Dále jsou v této části shrnuty hlavní poznatky o boulení delaminovaných desek. V druhé části práce je popsán výpočtový model použitý v rámci disertační práce pro analýzu boulení delaminovaných desek. Schopnost modelu předpovědět chování delaminovaných desek je pak dokumentována na několika ověřovacích úlohách. Třetí část disertační práce se skládá ze tří samostatných studií chování desek s několika delaminacemi eliptického či kruhového tvaru a jedné studie zabývající se možností náhrady obecného tvaru delaminace kruhem či elipsou. Je probírán vliv řady parametrů na chování delaminovaných desek, konkrétně vliv orientace vrstev laminátu a dále vliv počtu, tvaru, orientace a umístění delaminací. Na základě těchto studií jsou pak zformulována doporučení ohledně postupu při posuzování únosnosti delaminovaných konstrukcí.
|
|
|
Effective Machining Of Fiber Reinforced Composite Materials
Sedláček, Jan ; Janáč, Alexander (referee) ; Vrba, Vladimír (referee) ; Klement, Josef (referee) ; Humár, Anton (advisor)
The objectives for this dissertation are to push forward the current state of knowledge in the area of machining fiber-reinforced plastic (FRP). The most common machining operation performed on these materials is drilling owing to the need for component assembly in mechanical pieces and structures. Among the defects caused by drilling, delamination appears as to be of the most critical and may occur at both the entrance and exit plane. A number of theoretical and experimental studies have been made to create an analytical model of delamination in composite laminates. In this dissertation, the critical thrust force (force which initiates the delamination) is predicted using linear elastic fracture mechanics - assuming Mode I. Delamination is investigated by studying the evolution of feed force and torque applied by the tool on the workpiece. A four components piezoelectric dynamometer KISTLER 9272 with special PC-software is used for measuring and evaluating of torque and cutting forces, when drilling two different composite materials: carbon/epoxy laminate fabricated by hand lay-up technique and glass/polyester composite made by pultrusion. Wear mechanisms and location of the wear on the tool are also investigated (with respect to cutting material). The tool wear is measured with help of a common workshop microscope and recorded with scanning electron microscope PHILIPS XL30. Drilling experiments are performed to give complex technical information (i.e. cutting conditions, tool geometry, tool wear and so on) which enables efficient machining of composite materials. Delamination-free drilling is given special emphasis in the experiments. Methods of statistical analysis (DOE) are used to determine which factors have the most influence on delamination.
|
|
|
Interlaminar fracture toughness of fiber reinforced plastics
Vodička, Vít ; Mališ, Michal (referee) ; Klement, Josef (advisor)
Cílem této diplomové práce je lépe porozumět konceptu únavového poškození damage tolerance zmapováním všech možných vlivů na lomovou houževnatost vláknového kompozitu s polymerní matricí. Toho je dosaženo provedením zkoušek za různých podmínek (např. změna parametrů měření, mód zatížení, pořadí vrstev a materiál) a monitorováním odlišností v šíření trhliny. Na základě dat získaných během těchto testů je určena lomová houževnatost. Potenciální rozdíly jsou zkonzultovány a porovnány s ostatními vzorky.
|
|
| |
|
|
Fatigue crack growth and delamination in fiber metal laminate (GLARE) during loading with positive mean stress
Chlupová, Alice ; Kozák, Vladislav
The aim of the paper is to present the results of a study on the damage of fiber metal laminate (GLARE) subjected to the low cycle fatigue loading with positive mean stress. The fatigue crack initiation and growth was observed on the surface of notched specimens and then the individual layers of fatigued specimens were removed by chemical etching and polishing to obtain data about cracks length and delamination shape and area. Mechanism of initiation and crack growth in this type of materials differs from homogeneous monolithic materials. The fatigue life in term of number of cycles to crack initiation depending on amplitude of local plastic deformation and local stress in the notch root was evaluated.
|
|
| |
guest ::
