|
Plazmochemická redukce korozních vrstev na měděných předmětech
Kujawa, Adam ; Slavíček,, Pavel (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem plazmochemické redukce korozních vrstev na mědi. Jedná se o významnou konzervační metodu, která využívá účinku redukčních vlastností nízkotlakého vodíkového plazmatu na korozní vrstvy, vytvořených na kovových předmětech. Pro studium této metody byly připraveny tři sady měděných vzorků, které byly ponechány ve třech korozních prostředích. Vzorky byly nejdříve obroušeny na definovanou drsnost povrchu a to broušením brusnými papíry s různou zrnitostí. Obroušené vzorky byly ponechány korozi v parách jedné ze tří korozních kyselin – chlorovodíkové, dusičné a sírové – po dobu 12 dnů. Na takto zkorodovaných vzorcích byla provedena SEM/EDX analýza, která zjistila kromě mědi přítomnost kyslíku, dusíku, síry a chloru v korozní vrstvě a to v různých sloučeninách. Nejdůležitější části této diplomové práce bylo ošetření zkorodovaných měděných vzorků v plazmochemickém reaktoru. Reakčním plynem byl čistý vodík pod tlakem pohybujícím se kolem 200 Pa a průtoku 50 sccm. Výboj v křemenném reaktoru byl buzen pomocí RF generátoru (13,6MHz) s různým výkonem a to v kontinuálním nebo pulzním režimu výboje. Spektrum záření plazmatu bylo měřeno pomocí optické emisní spektroskopie. Celý proces byl monitorován sledováním intenzity záření OH radikálů ve snímaných spektrech, protože OH radikály jsou produkty reakce vodíkových radikálů v plazmatu a kyslíku v korozní vrstvě. Časové průběhy intenzit OH radikálů byly pro všechny tři typy korozních prostředí různé a navíc závislé na výkonu generátoru i režimu výboje. Při poklesu intenzity sledovaných OH radikálů na hodnotu 10% dosaženého maxima bylo ošetření ukončeno. Během celého procesu opracování byla také měřena teplota, aby nedocházelo k poškození samotného vzorku. Ošetřené vzorky byly opět podrobeny SEM/EDX analýze, která ukázala výrazný pokles kyslíku, dusíku, chloru a síry v korozní vrstvě ve prospěch koncentrace mědi. Míra odbourání korozních produktu byla závislá na nastaveném výkonu a střídě výboje. Získané výsledky přispějí k lepšímu poznání této metody používané pro ošetřování a konzervaci zkorodovaných povrchů archeologických nálezů a umožní následně její šetrnější aplikaci na měděné historické objekty.
|
|
New Elements of Heat Transfer Efficiency Improvement in Systems and Units
Turek, Vojtěch ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Odstrčil, Miloslav (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Improved heat transfer efficiency leads to decrease in energy consumption which then results in lower equipment operational cost, reduced emissions, and consequently also lower environmental impact. However, common enhancement approaches such as adding fins or tube inserts may not always be suitable or feasible -- especially in case of heat recovery from streams having a high fouling propensity. Since heat transfer rate depends also on flow field characteristics, fluid distribution, and fouling which can all be greatly influenced by the actual shapes of flow system components, several simplified models for fast and accurate enough prediction of fluid distribution as well as applications for shape optimization based on these models were developed. In addition, accuracy of one of the models was further increased by fine-tuning it using data obtained by evaluation of 282 flow systems in the fluid flow modelling software ANSYS FLUENT. The created applications can then be employed during the design of heat exchange units to improve their performance and reliability.
|
|
Vodou rozpustná slévárenská pojiva vytvrzovaná dehydratací
Šebesta, Pavel ; Rusín, Karel (oponent) ; Cupák, Petr (vedoucí práce)
Ekologický tlak na slévárenství přiměl výrobce k vývoji nových organických a anorganických pojiv. Jednou z možností jsou vodou rozpustná pojiva vytvrditelná dehydratací. Kromě pevnostních vlastností a regenerovatelnosti formovacích směsí se pohlíží na množství emisí vzniklých během odlévání. Při používání těchto nových pojiv není zapotřebí nákladných modifikací strojů pro práci s formovací směsí.
|
|
Termodynamika proudových motorů
Bártek, Petr ; Charvát, Pavel (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
V této práci je zpracován přehled a základní rozdělení leteckých motorů podle konstrukčního principu a jejich využití se zaměřením na problematiku proudových motorů. Práce je zaměřena na konstrukci a funkci proudových motorů a jejich charakteristiky včetně rozboru jejich termodynamického pracovního cyklu a výpočtu tahové síly. Mezi vybrané představitele proudových motorů v této práci patří náporový motor, pulzní motor a motor turbokompresorový, turboventilátorový, turbovrtulový a propfan. V závěru je pak provedeno srovnání jednotlivých typů proudových motorů z hlediska jejich efektivnosti, spotřeby a produkce emisí.
|
|
Studium lokální struktury binárních povrchů metodou fotoelektronové (XPD) a elektronové difrakce (LEED)
Gereová, Katarína ; Matolín, Vladimír (vedoucí práce) ; Pavluch, Jiří (oponent)
Úkolem diplomové práce bylo studium lokální struktury binárních povrchů, pro kterou jsme si zvolili tenkou vrstvu céru deponovaného na povrchu mono-krystalu Pd (111). Pro studium a zkoumání povrchu byly použity metody: fotoelektronová spektroskopie a difrakce (XPS, XPD), difrakce elektronů s nízkou energií (LEED) a úhlově rozlišená UPS (ARUPS). Těmito metodami lze zobrazit geometrické uspořádání povrchu, valenční pás, ale rovněž lze mapovat i pásovou strukturu a studovat tak elektronovou strukturu zkoumané látky. Takto získané informace poslouží k porozumění jevů, které se odehrávají na samotném povrchu.
|
|
Výzkum a vývoj povrchových úprav ložiskových ocelí metodou iontové nitridace
Klimčáková, Kateřina ; Klakurková, Lenka (oponent) ; Doležal, Pavel (vedoucí práce)
Základní požadavky kladené na součásti valivých ložisek jsou vysoká mez únavy, odolnost proti otěru a korozivzdornost. Protože kompletní výroba ložisek z materiálů, které těmito vlastnostmi disponují, by byla finančně náročná, využívají se pro zvyšování mechanických vlastností povrchové úpravy. Tato bakalářská práce se zabývá aplikací vrstev metodou iontové nitridace na ložiskové oceli. Pozorován byl vliv vstupních podmínek iontové nitridace a stavu povrchu na tribologické vlastnosti ložiskové oceli s danou povrchovou úpravou. Ke studiu byly využity metody světelné mikroskopie, měření tvrdosti dle Vickerse, rastrovací elektronové mikroskopie vybavené energiově disperzní chemickou mikroanalýzou, optické emisní spektroskopie s doutnavým výbojem a metod fázové analýzy pomocí rentgenové difrakce.
|
|
Nelineární optické vlastnosti polovodičových nanostruktur
Kořínek, Miroslav
Název práce: Nelineární optické vlastnosti polovodičových nanostruktur Abstrakt: Laserová ablace monokrystalické destičky do kapaliny je jednoduchá a bezpečná metoda přípravy nanokrystalů většiny kovů a polovodičů. K vytvoření koloidních křemíkových nanokrystalů jsme použili pulzní laserovou ablaci křemíkové monokrystalické destičky do deionizované vody. Destička byla ozářena femtosekundovým Ti: safírovým laserem (vlnová délka 800 nm, šířka pulzu 100 fs, energie v pulzu 0,06 mJ - 0,7 mJ, opakovací frekvence 1 kHz). Získané vzorky byly charakterizovány pomocí časově integrované fotoluminiscenční spektroskopie, měření extinkce, transmisní elektronové mikroskopie, Ramanovy spektroskopie, rentgenové difrakce a časově rozlišeného měření fotoluminiscence. Při měření časově integrované fotoluminiscence jsme zaznamenali emisi v modré oblasti spektra. Navíc jsme pozorovali, že stárnutí nanokrystalů v deionizované vodě efektivně zvyšuje intenzitu luminiscence. Je obecně přijímáno, že unikátní vlastnosti křemíkových kvantových bodů jsou důsledkem vlivu kvantového rozměrového efektu a povrchových stavů. Pasivace povrchových stavů a defekty v oxidové vrstvě na povrchu kvantových bodů mohou efektivně zvýšit intenzitu fotoluminiscence. Při měření extinkce jsme zjistili, že absorpce nanokrystalů roste se vzrůstající...
|
|
Tenké scintilační vrstvy pro 2D zobrazení
Hanuš, Martin ; Kučera, Miroslav (vedoucí práce) ; Mareš, Jiří A. (oponent)
V této práci jsme se zaměřili na zkoumání vlastností scintilačních vrstev cerem dotovaných granátů (CexLu3-xAl5O12, CexY3-xAl5O12) připravených metodou izotermální kapalné epitaxe. Tento scintilační materiál se vyznačuje rychlou časovou odezvou, vysokou kvantovou účinností a velkou chemickou i mechanickou odolností, jež jej činí ideálním pro zařízení pro 2D zobrazení. Konkrétně jsme měřili absorpci, excitační a emisní spektra, kinetiku luminiscence a strukturní vlastnosti. Cílem bylo porovnat vlastnosti připravených vrstev s vlastnostmi monokrystalů připravených Czochralského metodou. Snahou bylo určení vlivu složení taveniny a technologických parametrů na měřené vlastnosti. Dále pak také stanovení optimálního množství ceru ve vrstvě. Byla použita tavidla PbO - B2O3 a tavidla BaO - BaF2 - B2O3. Tyto umožňují růst granátových vrstev již při teplotách okolo 1000řC. Ve výsledku pak mají vrstvy méně intrinsických defektů krystalové mříže oproti monokrystalu připravenému Czochralského metodou (cca 1900řC). Námi pěstované vrstvy o tloušťce 1 až 30 mm obsahují vyšší koncentraci ceru oproti monokrystalu. Vzhledem k vyššímu obsahu dalších příměsí ve vrstvách pří použití tavidla PbO - B2O3 bylo pěstováno také z tavidla BaO - BaF2 - B2O3, které ve vrstvách nezanechává tolik příměsí.
|
|
Studium katalytických vlastností systému oxid ceru - kov
Ševčíková, Klára ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Janovská, Michaela (oponent)
Rh/CeOx je vhodný systém pro třícestnou katalýzu, kvůli čemuž se hojně využívá při omezování automobilových emisních plynů. Aktivita katalyzátoru závisí zejména na oxidačním stavu a struktuře CeOx. Tato práce je zaměřena na studium oxidace CO a reaktivity systému obsahujícího polykrystalickou vrstvu oxidu ceru připravenou metodou magnetronového naprašování, která se svými vlastnostmi blíží reálnému katalyzátoru. Rhodium bylo napařeno na vrstvy CeOx s různou mírou redukce. K analýze systému byly použity metody molekulárních svazků (MB), termodesorpční spektroskopie (TDS) a fotoelektronové spektroskopie (XPS). Během povrchových reakcí molekulárních svazků CO a O2 v ustáleném stavu a v teplotním intervalu 300 K až 800 K byly pozorovány tři reakční stavy CO2. Díky experimentům se změnou poměru proudů CO a O2 a s izotopicky značkovaným 13C16O jsme určili vliv jednotlivých rekačních mechanismů na celkovou produkci CO2 a navrhli popis procesu reakce pro všechny stavy. Polykrystalický oxid ceru přitom v těchto mechanismech hraje klíčovou roli díky své schopnosti přijímat nebo uvolňovat kyslík a díky snadné migraci kyslíku z vrstvy CeOx na rhodiové částice, kde je tento kyslík dostupný pro reakce s CO.
|
|
Studium plazmochemické redukce korozních vrstev na bronzu
Miková, Petra ; Selucká, Alena (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Jednou z významných etap historie lidstva je bezesporu doba bronzová, na našem území datována 1900 – 800 př. n. l. V této době bylo vyráběno mnoho předmětů z bronzu, např. meče, kopí, dýky, ozdoby, šperky. Tyto artefakty jsou dnes nacházeny archeology při vykopávkách po celém světě. V průběhu let docházelo k působení rozmanitých druhů látek a prostředí a výsledkem je rozsáhlá koroze použitého materiálu. Abychom mohli lépe pochopit kulturu a zvyky našich předků, je nezbytné důkladné odstranění koroze a prozkoumání těchto předmětů. V této bakalářské práci se zabýváme odstraňováním modelových korozních vrstev bronzu redukcí nízkoteplotním vodíkovým plazmatem. Metoda plazmochemické redukce se vyvinula v osmdesátých letech minulého století a v současnosti se dále rychle rozvíjí. Bohužel mechanismus procesu není doposud přesně znám. Příprava modelové korozní vrstvy probíhala následujícím způsobem: bronzové kvádry (hmotnost cca 80 g) byly obroušeny na elektrické brusce (byl použit brusný papír 280 a poté 600). Takto ošetřené vzorky byly opláchnuty ethanolem, osušeny fénem a vloženy do uzavíratelných igelitových pytlíků. Na dno exsikátoru byla umístěna Petriho miska a do ní bylo nalito 20 ml kyseliny chlorovodíkové. Nad miskou se nacházel děrovaný keramický rošt, na který byly umístěny vzorky. Uzavřený exsikátor se během korodování nacházel ve tmě při laboratorní teplotě. Pro urychlení korozního procesu byly vzorky v exsikátoru ještě přímo pokapány kyselinou chlorovodíkovou. Plazmochemické ošetření probíhalo ve válcovém reaktoru z křemenného skla s vně umístěnými měděnými elektrodami. Byl použit RF (13,54 MHz) nízkotlaký výboj ve vodíku. Pro každý vzorek byly voleny jiné podmínky: výkon (50 – 300 W), pulzní (střídá 10 - 25 %) nebo kontinuální režim. Během redukce byla pomocí optické emisní spektroskopie sledována závislost intenzity záření OH- radikálu na čase. Pokles na 1/10 maximální hodnoty byl impulsem k ukončení experimentu. V závislosti na tomto kritériu byla doba ošetřování vzorků v rozmezí 30 – 80 minut. Koroze byla odstraňována ze 7 vzorků. Před vložením do reaktoru byly všechny vzorky pokryty korozí sytě zelené barvy s dobře viditelnou krystalickou strukturou. Po ošetření byla barva tmavě černá a po ponechání na vzduchu začal povrch zelenat, na některých vzorcích byl pozorován bílý a žlutý nádech. Nejlépe odstranitelná vrstva byla na vzorcích č. 1 a 5, kde docházelo k samovolnému odpadávání. U těchto dvou vzorků byl aplikován pulzní režim 10 % a výkony 200 a 300 W. Povrchová vrstva u vzorků ošetřovaných pulzním režimem 25 % byla lehce odstranitelná špachtlí. Práce prokázala použitelnost vodíkového RF plazmatu v pulzním módu pro odstraňování koroze z bronzových předmětů. Další práce bude zaměřena zejména na optimalizaci podmínek plazmochemického procesu.
|
host ::
