|
|
Chemical aspects of antiballistic cermets preparation
Brožek, Vlastimil ; Kubatík, Tomáš František ; Chráska, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Janata, Marek ; Mastný, L.
The paper aims to demonstrate the possibilities of metal-ceramic material deposition on different types of metal or ceramic substrates using plasma deposition. A number of self-supporting components and the preparation of metal-braced composites are described and the results of plasma depositions of two particular extremely hard ceramic materials, boride and nitride of titanium are presented. The plasma deposition of these material is performed in technological conditions which prevent undesirable high-temperature oxidation. The paper describes deposition conditions that may lead to materials suited to create anti-ballistic protection and complicated shapes or improve parameters of surface layers of present anti-ballistic ceramics.
|
|
|
Properties of Novel Hybrid Water-Gas DC Arc Plasma Torch
Chráska, Tomáš ; Hrabovský, Milan ; Glanc, Aleš ; Mušálek, Radek ; Medřický, Jan
A new type of plasma torch with combined stabilization of electric arc by water vortex and gas flow is presented. This hybrid water/gas stabilization offers the possibility of adjusting plasma jet parameters within a wide range from high-enthalpy low-density plasmas typical for liquid stabilized torches to lower enthalpy higher density plasmas generated in gas stabilized torches. Moreover, gas flow in the cathode part protects a cathode tip and thus a consumable graphite cathode used in water-only stabilized plasma torches could be replaced by a fixed tungsten cathode. Examples of hybrid WSP torch utilization for high temperature application are given.
|
|
|
Preparation of multiphase materials with spark plasma sintering
Mušálek, Radek ; Dlabáček, Zdeněk ; Vilémová, Monika ; Pala, Zdeněk ; Matějíček, Jiří ; Chráska, Tomáš
Spark plasma sintering (SPS), also called Field Assisted Sintering Technique (FAST), represents a novel method of preparation of sintered materials from powders. The main advantage of the SPS method is a high achievable heat rate (>200 °C/min) and high sintering temperatures (up to 2200 °C in our laboratory). Combination of high heating rate, rather high pressures (up to 80 MPa) and electric field fluctuations leads to an effective sintering and significant reduction of sintering time for both coarse-grained and nanocrystalline powders. Composite materials may be easily obtained by mixing or layering of different powders. The paper will introduce several examples of multiphase materials sintered by SPS at our institute and the establishment of procedures for routine testing of sub-sized specimens.
|
|
|
Production of nanoparticles utilizing water stabilized plasma
Bertolissi, Gabriele ; Brožek, Vlastimil ; Chráska, Tomáš ; Mušálek, Radek ; Neufuss, Karel ; Mastný, L. ; Sofer, Z.
Water stabilized plasma torch (WSP®) generates plasma jet with max. plasma velocity in the nozzle exit 7000m/s and temperature of 25000-30000 K. Reactants injected into the plasma jet undergo complicated radical reactions. Interaction of plasma with injected reactants depends on energy settings of the WSP plasma torch and lasts from 5 to 10 ms. Droplets of inorganic compound solution are fed to the plasma jet by pressurized spray nozzle device. Compounds of AgI,AlIII,TiIV,PtIV,VV, and CrVI undergo decomposition in the extremely high plasma temperature and the decomposed products are collected in liquid separators. Size of the produced nanoparticles in unsettled fraction is from 10 to 200 nm and depends primarily on concentration of inputting aerosol particles. In the case of 15 seconds reaction time and use of saturated solutions at 20°C, one can obtain colloidal solutions with silver, platinum, alumina, titania, vanadia, and chromia nanoparticles in concentrations of 3 to 180mg
|
|
|
Objemové nanokrystalické materiály na bázi oxidu hlinitého a zirkoničitého
Chráska, Tomáš ; Klementová, Mariana
Alternativní způsob přípravy objemových nanokrystalických materiálů využívá možnost řízené krystalizace amorfních materiálů, které vznikly velmi rychlým tuhnutím s taveniny. Velmi rychlé tuhnutí je přítomno i u plazmového stříkání. Vstupní keramický prášek pro plazmové stříkání obsahoval kromě Al2O3 a ZrO2, v eutektickém poměru také přibližně 15 hm.% SiO2. Ze vstupního prášku se pomocí plazmového stříkání vodou stabilizovaným plazmovým hořákem (WSP) podařilo připravit amorfní povlaky a samonosné prvky s velmi nízkou pórovitostí a vysokou tvrdostí. Při tepelném zpracování nástřiků dochází kolem 950ºC ke krystalizaci spojené se zmenšením objemu o 1,8%. Zmenšení objemu však nevede ke ztrátě soudržnosti materiálu. Krátká žíhání na teplotě krystalizace vedou k vytvoření velmi jemné nanokompozitní struktury uvnitř každého splatu. Každý splat obsahuje nanokrystality s průměrnou velikostí pouhých 13 nm.
|
|
|
Objemový nanokrystalický keramický materiál připravený plazmovým stříkáním
Chráska, Tomáš ; Neufuss, Karel ; Rohan, Pavel ; Dubský, Jiří
Vodou stabilizovaným plazmovým hořákem (WSP®) se podařilo úspěšně nastříkat keramický materiál založený na směsi oxidu hlinitého a zirkoničitého. Materiál se skládá ze tří hlavních složek Al2O3, ZrO2 a SiO2, kde poměr složek Al2O3 a ZrO2 je blízko jejich vzájemnému eutektickému bodu. Materiál je ohnivzdorný a vykazuje velmi vysokou tvrdost, odolnost proti abrazi, a chemickou odolnost. Prášek pro plazmové stříkání se správnou velikosti zrna byl získán drcením, mletím a přesátím z odlitých dlaždic tohoto materiálu. Pomocí WSP® se snadno podařilo vytvořit jak nástřiky tak samonosné části s velmi nízkou otevřenou pórovitostí. Výchozí prášek je krystalický zatímco nastříkaný materiál je především amorfní s malým počtem nenatavených krystalických částic. Elektronová mikroskopie a rentgenová difrakce byly použity k určení mikrostruktury, obsahu krystalické složky, fázového složení objemových vzorků i individuálních splatů.
|
|
|
Plazmové stříkání nanokeramiky - oxidu hlinitého a zirkoničitého
Chráska, Tomáš ; Neufuss, Karel ; Nohava, Jiří ; Dubský, Jiří
Nový materiál byl plasmově stříkán pomocí vodou stabilizovaného plazmového hořáku (WSPR) za účelem dosažení nanokrystalické mikrostruktury. Nový materiál se skládá ze tří hlavních složek: korundu (alfa Al2O3), baddeleyite (monoklinický ZrO2) a skelné fáze (SiO2). Poměr složek Al2O3 - ZrO2 je blízko jejich vzájemné eutektické slitině. Nový materiál se pomocí WSP nanáší velmi dobře a bylo možno vytvořit jak silné vrstvy tak i samonosné části. Stříkací parametry byly měněny a zároveň se monitorovaly roztavené částice za letu. Nástřiky vykazují velmi nízkou pórovitost a vysokou tvrdost. Po nástřiku je materiál převážně amorfní s malými oblastmi nanokrystalických oxidů hliníku a zirkonia. Mikrostruktura nově stříkaného materiálu byla studována pomocí elektronové mikroskopie (SEM, TEM) a jeví se jako velmi komplexní. Nastříkaný materiál při žíhání plně krystalizuje při teplotě okolo 950oC. Dále byly změřeny vybrané mechanické vlastnosti.
|
|
|
Utilization of plasma spraying for production of nanocrystalline ceramic materials
Chráska, Tomáš
The technique of plasma spraying is now being investigated as an apt candidate for production of nanocrystalline materials.In the conventional plasma spraying (PS) process,powder particles injected into a high temperature plasma jet are quickly melted and propelled onto a substrate where they spread upon impact and rapidly solidify.Due to the rapid solidification, the conventional PS.
|
host ::
RSS.