|
|
Šíření trhlin skloněných k rozhraní keramických laminátů
Novotná, Lenka ; Trunec, Martin (oponent) ; Chlup, Zdeněk (vedoucí práce)
Využití výhod kompozitních materiálů majících vrstevnatou strukturu bylo a je cílem při návrhu rozličných komponent. Keramické lamináty nacházejí uplatnění tam, kde jsou požadovány speciální vlastnosti, jako je nízká hustota, teplotní a chemická odolnost. Hlavní překážkou většího rozšíření keramických materiálů je jejich inherentní křehkost. Proto je v předkládané práci řešena zejména problematika šíření trhlin v keramických laminátech. Lamináty na bázi korundu a zirkonu mající různé objemové podíly jednotlivých složek byly připraveny technikou elektroforetické depozice. Na základě důkladné literární rešerše byly navrženy postupy hodnocení šíření trhlin přes rozhraní a dále pak metody stanovení základních mechanických vlastností. Díky přítomnosti vnitřních napětí a rozdílného modulu pružnosti byl sledován odklon trhliny procházející přes rozhraní. Pro sledování tohoto fenoménu byla navržena nestandardní zkušební tělesa umožňující šíření trhliny pod zvoleným úhlem směrem k rozhraní. Na základě experimentálních prací bylo zjištěno, že míra odklonu trhliny je závislá na vstupním úhlu a dále pak na objemovém podílu jednotlivých složek vrstevnatého systému. Důležitým poznatkem je také fakt, že uvnitř materiálu docházelo k většímu odklonu než bylo pozorováno na povrchu. Studium tohoto jevu významně podpořily výsledky získané z 3D rekonstrukce lomových ploch s využitím konfokální mikroskopie. Dále byly stanoveny základní elastické a pevnostní charakteristiky laminátů, které byly srovnány s parametry stanovenými pro jednotlivé složky. Z porovnání modulu pružnosti byla ověřena platnost směšovacího pravidla. Jako nejvěrohodnější metoda stanovení modulu pružnosti laminátu se jeví dynamická rezonanční metoda, která vykazovala velmi malý rozptyl hodnot. Pevnostní charakteristiky laminátů vykazovaly tendenci blížit se hodnotě pevnosti nejméně pevné složky systému a nelze tedy využít směšovací pravidlo jak tomu bylo u modulu pružnosti. Změna objemového podílu jednotlivých složek laminátu vede pouze ke změně velikosti rozptylu ohybové pevnosti. Díky poznatkům získaným v této práci o šíření trhlin a stanovení základních mechanických charakteristik bude jednodušší navrhnout vhodný laminát dle potřeb aplikace.
|
|
| |
|
|
Polykrystalická keramika transparentní pro viditelné a infračervené vlnové délky
Veselý, Jan ; Maca, Karel (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou průhledných keramických plátů vyrobených ze sub-µm prášku oxidu hlinitého. Zhutnělá keramická tělesa jsou připraveny ultrafialovým (UV) vytvrzováním UV vytvrzovací pryskyřice obsahující keramický prášek s následným vypálením organické složky za zvýšené teploty. Vysoká relativní hustota takto vypálených těles je nezbytná ke snížení smršťování během následujícího slinovacího procesu. Proto jsou použity vysoce plněné disperse obsahující > 57 obj.% keramických částic. K dosažení transparentního chování, porozita uvnitř plátů musí být úplně odstraněna. Proto jako závěrečné operace je použito isostatického stlačování za zvýšené teploty. Nakonec jsou prezentovány měření světelné propustnosti a tvrdosti. Možnosti výroby mikrostruktur s vysokým rozlišením za použití bezmaskové litografie a návrhy na použití UV vytvrzovací metody pro produkci tvarově náročných 3D struktur jsou krátce zmíněny.
|
|
|
Vrstevnaté keramické kompozitní materiály - příprava, struktura a vlastnosti
Drdlík, Daniel ; Maca, Karel (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Byla zpracována literární rešerše na téma vrstevnaté keramické materiály zahrnující popis keramických materiálů a metod nanášení keramických vrstev. Byla navržena metodika přímého měření hmotnosti depozitu pro přesný popis kinetiky jednosložkových materiálů. Byla popsána teoretická závislost kinetiky elektroforetické depozice a srovnána s experimentálními daty. Byla připravena řada elektroforetických depozic s cílem lépe popsat kinetiku elektroforetické depozice při různých konstantních proudech. Bylo provedeno hodnocení depozitů získaných elektroforetickou depozicí z hlediska výsledné hustoty po žíhání a po procesu slinování. Dále bylo provedeno měření velikosti pórů. Rovněž byly provedeny série měření tvrdosti a získané hodnoty srovnány s danými elektrickými podmínkami připravených depozic. Byl zjištěn pokles tvrdosti s rostoucím proudem, což ve shodě s měřením hustoty ukázalo na nižší stupeň uspořádanosti struktury při vyšších rychlostech ukládání částic v hutný nevodivý depozit. Pomocí podrobných poznatků o funkci kinetiky keramických materiálů za konstantního proudu I=5 mA byl připraven vrstevnatý keramický kompozitní materiál z keramických materiálů na bázi Al2O3 a ZrO2.
|
|
|
Slinování pokročilých keramických materiálů s využitím vysokoteplotní dilatometrie
Pouchlý, Václav ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím vysokoteplotního dilatometru při slinování pokročilých keramických materiálů. V rámci diplomové práce byl vytvořen software, který využitím několika dilatometrických slinování dokáže pomocí konceptu Master Sintering Curve vypočítat aktivační energii slinovacího procesu. Tento software byl ověřen na čtyřech různých keramických materiálech, u nichž byly stanoveny následující aktivační energie slinovacího procesu: 990kJ/mol pro tetragonální ZrO2 (dopovaný 3mol%Y2O3), 620kJ/mol pro kubický ZrO2 (dopovaný 8mol%Y2O3) a 640kJ/mol respektive 720kJ/mol pro Al2O3 s rozdílnou velikosti částic.
|
|
| |
|
|
Rychlé slinování pokročilých keramických materiálů
Prajzler, Vladimír ; Salamon, David (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá rychlým slinováním pokročilých keramických materiálů, a to tetragonálního ZrO2 a Al2O3 v konvenční odporové peci. Tento přístup je umožněn speciální superkantalovou pecí schopnou vyvinout rychlosti ohřevu až 200 °C/min. Rychlým slinováním byly získány vzorky s relativní hustotou vyšší než 93 % u ZrO2, resp. 97 % u Al2O3, a to bez vytvoření trhlin v tělesech. Dosažené relativní hustoty v případě tetragonálního ZrO2 byly vyšší u vzorků s většími póry v keramickém polotovaru. Toto chování je odlišné od konvenčního slinování a vede k úvahám o přenosu tepla zejména radiací.
|
|
|
Studium vývoje pórů při slinování pokročilých oxidových keramických materiálů
Spusta, Tomáš ; Kaštyl, Jaroslav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Predložená bakalárska práca má za úlohu experimentálne stanoviť chovanie pórov pri prechode od otvorenej k uzatvorenej pórovitosti v oxidických keramických materiáloch (Al2O3, t-ZrO2, c-ZrO2). Boli použité komerčne vyrábané keramické práškové materiály s rôznou veľkosťou počiatočných častíc od rôznych výrobcov (Al2O3 – AKP30, REYNOLDS, TAIMICRON; ZrO2 + 3 mol.% Y2O3 – TZ3Y, TZ3YSB; ZrO2 + 8 mol.% Y2O3 – TZ8Y, TZ8YSB). Vzorky boli izostaticky lisované tlakmi 100MPa a 300MPa a spekané bez použitia tlaku do relatívnych hustoty 88-96 %. Z výsledkov vyplýva, že na evolúciu pórov má rozhodujúci vplyv typ materiálu a že k uzatvoreniu pórovitosti dochádza u kubického ZrO2 pri relatívnej hustote asi 91-92 %, u tetragonálneho ZrO2 pri relatívnej hustote asi 92-93 % a u Al2O3 pri relatívnej hustote asi 94 %, a to nezávisle na lisovacom tlaku a veľkosti počiatočných častíc keramického prášku.
|
|
|
Vliv parametrů elektroforetické depozice na konečné vlastnosti keramiky
Husák, Roman ; Čelko, Ladislav (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Elektroforetická depozice je experimentálně nenáročná tvarovací metoda umožňující připravit keramické materiály ze stabilní suspenze částic pomocí stejnosměrného elektrického pole. Cílem práce bylo ověřit, jak velikost elektrického proudu a tudíž rychlost ukládání částic na elektrodu ovlivňují mikrostrukturu a finální vlastnosti keramiky. Byly připraveny vrstvy Al2O3 a ZrO2 ze stabilních suspenzí prášků v isopropanolu stabilizovaných kyselinou monochloroctovou. Bylo zjištěno, že skutečná časová závislost rychlosti ukládání částic na elektrodu se lišila od teoretické předpovědi pro dané elektrické podmínky. Z měření kinetiky elektroforetické depozice byla proto stanovena aktuální elektroforetická pohyblivost částic a efektivní hmotnost částic účastnících se depozice. Bylo zjištěno, že s rostoucím elektrickým proudem klesala skutečná elektroforetická pohyblivost částic a naopak rostl podíl částic v suspenzi ukládající se na elektrodě. Rostoucí rychlost částic při vyšších elektrických proudech také vedla k horšímu uspořádání částic na elektrodě, což se projevilo v růstu pórů a v růstu celkové hustoty depozitů. Tyto mikrostrukturní změny se projevily v poklesu tvrdosti keramiky nanesené vyššími proudy, a to v případě Al2O3 až o 300HV5.
|
|
|
Příprava a vlastnosti obrobitelných keramických materiálů
Sláma, Martin ; Matoušek, Aleš (oponent) ; Cihlář, Jaroslav (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na studium obrobitelnosti keramických materiálů v závislosti na teplotě předslinutí. Použitým materiálem byla keramika na bázi Al2O3. Obrobitelnost oxidu hlinitého byla zjišťována na vzorcích připravených uniaxiálním lisováním. Pro obrábění se používaly vzorky bez tepelného zpracování ihned po vylisování a vzorky předslinuté na teploty 700°C, 800°C, 900°C a 1000°C s rozdílnou dobou výdrže na teplotě předslinutí. Obrobitelnost se testovala v závislosti na vyfrézované hloubce. Vzorek se obráběl do čtyř úrovní hloubky. Ve výsledcích byla hodnocena obrobitelnost materiálu, vliv teploty a doby výdrže na předslinovací teplotě na obrobitelnost materiálu a použití v praxi.
|
host ::
RSS.