|
|
Tungsten coatings and free standing parts
Brožek, Vlastimil ; Ctibor, Pavel ; Matějíček, Jiří ; Mušálek, Radek ; Weiss, Z.
Tungsten powders, 20 – 100 µm in size, were melted in the jet of thermal plasma generated by a water-stabilized spray system WSP®. The molten tungsten was deposited on steel and graphite or boron nitride substrates, whereas the spray-ability itself was tested as well as cohesion with other substrates. One of the goals of this experimentation was to gain skills for covering variously shaped walls of nuclear fusion devices (Tokamaks). Also spraying of free-standing tungsten bodies was realized, by means of substrates easily machainable-out after deposition, as graphite and BN. Other option consists of covering a tungsten mesh or plates armored with tungsten wires. Protection of tungsten against oxidation in the plasma jet was a problem to be solved – the best results were gained with shroud gas, Ar with 7% hydrogen, and simultaneous placement of the substrates into graphite cells. The whole spray process was maintained to avoid temperatures over 700°C at which the oxidation is
|
|
|
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.
|
|
|
Využití SPS technologie pro přípravu high-tech materiálů
Mušálek, Radek
Spark Plasma Sintering (SPS) je moderní technologie, která umožňuje slinování práškových materiálů v proměnlivém elektrickém poli (odtud také FAST – Field Assisted Sintering Technique). Rychlost ohřevu v řádu stovek stupňů za minutu, dostatečně vysoké tlaky a vysoká provozní teplota (> 2000 °C) umožňují například slinování materiálů s vysokým bodem tání nebo nanoprášků, aniž by došlo k nežádoucímu nárůstu velikosti zrna ve výsledném materiálu.
|
|
|
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
|
|
|
Chemické aspekty přípravy protibalistické kovokeramiky plazmovou depozicí
Brožek, V. ; Chráska, T. ; Mušálek, R. ; Neufuss, Karel
Obsahem příspěvku je vyhodnocení možnosti depozice kovokeramických materiálů na různé typy kovových či keramických substrátů pomocí žárového resp. plazmového nanášení. Je popsána příprava samonosných dílů a příprava kovem vyztužených kompozitů a podrobněji jsou prezentovány výsledky plazmové depozice dvou konkrétních supertvrdých keramických materiálů, boridu a nitridu titanitého.Plazmová depozice materiálů, vedená ve specifických technologických podmínkách, zabraňujících především nežádoucí vysokoteplotní oxidaci supertvrdé keramiky, je ekonomicky značně náročná. Proto byly studovány a popsány depoziční podmínky, které mohou vést ke zlepšení parametrů povrchových vrstev stávající protibalistické keramiky.
|
|
| |
|
| |
|
|
Optimalizace vnášení prášku při plazmovém stříkání wolframu a mědi
Matějíček, Jiří ; Mušálek, Radek
Kompozitní povlaky na bázi wolframu a mědi mají uplatnění v řadě vysokoteplotních aplikací, např. vnitřní komponenty fuzního reaktoru. Pro plazmové stříkání je kritické vnášení prášku, k zajištění správného protavení částic a požadovaných vlastností povlaku. V této studii bylo vnášení optimalizováno s využitím diagnostiky částic v plazmatu, měření efektivity nanášení a základních vlastností povlaků. Na základě studie byly vytvořeny kompozity různého složení, včetně gradovaných vrstev.
|
|
|
Použití metody konečných prvků pro předpověď mechanických vlastností žárově nanášených vrstev
Mušálek, R. ; Kovářík, O. ; Matějíček, Jiří
Byla studována použitelnost metody konečných prvků pro předpověď mechanických vlastností žárových nástřiků. V prvním kroku byl vytvořen model idealizovaných kruhových pórů,. Byl vyhodnocen jejich vliv na mechanické chování struktury. V dalším kroku byl pomocí programu OOF2 ytvořen matematický model založený na skutečné struktuře nástřiku wolframu, který byl dále analyzován metodou konečných prvků v softwaru Abaqus CAE. Byly odhadnuty hodnoty Youngova modulu pružnosti v rovině nástřiku a ve směru stříkání. Odhady byly srovnány s reálnými daty.
|
|
|
Vliv podávání prášku na mechanické vlastnosti plazmových nástřiků mědi a wolframu
Mušálek, Radek ; Matějíček, Jiří
Fúze je považována za zdroj energie budoucnosti. Jedním z největších problémů, které musí být vyřešeny, je vývoj materiálu vnitřní stěny reaktoru. Pro vnitřní části, které budou vystaveny vysokým teplotním a částicovým tokům, byla navržena kombinace wolframu a mědi. Wolfram je materiál odolný proti vysokým výše uvedeným tokům, zatímco měď s vysokou teplotní vodivostí může efektivně odvádět teplo. Při vysokých teplotách může vzniknout vysoká koncentrace napětí na rohraní vlivem rozdílných teplotních roztažností. Proto je plazmové stříkání vhodné pro tuto aplikaci. Jedním z kritických parametrů plazmového stříkání je nastavení průtoku nosného plynu, který musí být optimalizován s ohledem na trajektorii nanášných částic v plameni. Získané výsledky jsou používány pro vývoj funkčně gradovaných nástřiků.
|
host ::
RSS.