|
|
Slinování pokročilých keramických materiálů
Pouchlý, Václav ; Svoboda, Jiří (oponent) ; Ptáček, Petr (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Jedním z klíčových kroků v procesu výroby keramických materiálů je slinování. V posledních letech byly vyvinuty nové slinovací metody, kdy podle svých autorů pomocí změny teplotního profilu při slinování dovedou docílit jemnější mikrostruktury, tj. při stejné relativní hustotě dosáhnout menší velikosti zrn slinuté keramiky. Tato práce se zabývá vlivem dvojstupňového slinování na výslednou mikrostrukturu oxidových keramických materiálů. Získané experimentální výsledky ukázaly, že efektivita dvojstupňového slinování na výslednou mikrostrukturu se zvětšuje se symetrií krystalové mřížky použité keramiky. Dále se práce zabývá vysokoteplotní dilatometrií a konceptem Master Sintering Curve, který byl použit pro nalezení aktivační energie slinovacího procesu a rozdílných slinovacích mechanismů v průběhu slinování. Aktivační energie slinování byla porovnána s aktivační energií růstu zrn s cílem nalézt kinetické okno, které podle autorů teorie dvojstupňového slinování umožňuje slinovat bez růstu zrn. Metoda Master Sintering Curve byla taktéž použita v případě slinování za přítomnosti tlaku, kde při slinování metodou Spark Plasma Sintering pomohla odhalit a kvantifikovat aktivační energie jednotlivých slinovacích mechanismů, a umožnit přípravu transparentního tetragonálního ZrO2.
|
|
|
Transparentní polykrystalické keramiky pro balistické a vysokoteplotní aplikace
Malík, Petr ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
V rámci této diplomové práce byly připraveny transparentní keramická tělesa na bázi oxidu hlinitého metodou gel casting následovanou předslinutím do oblasti uzavřené pórovitosti a následným isostatickým lisováním za tepla. Bylo vyřešeno problematické sušení rozměrných těles pomocí řízené teploty a relativní vlhkosti a pomocí osmotického sušení. Díky koloidnímu zpracování keramických prášků TM-DAR a TM-UF bylo dosaženo téměř dokonale hutné keramiky při velikosti zrna 381 nm, resp. 302 nm. Také bylo dosaženo velmi vysoké reálné přímočaré propustnosti 72,3 % při vlnové délce 632,8 nm a tloušťce 0,8 mm. Z mechanických vlastností bylo dosaženo vysokých hodnot tvrdosti HV10 = 22,5 GPa, lomové houževnatosti KIC = 3,99 MPam0,5, Youngova modulu E = 400 GPa a ohybové pevnosti o 494 MPa.
|
|
|
Study of transition from open to closed porosity stage during sintering of advanced ceramic materials
Spusta, Tomáš ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Hot isostatic pressing (HIP) is advanced technique for processing of fully dense ceramic materials, which have variety of structural (e.g. cutting tools), biological (e.g. dense bone and joint implants) or functional (e.g. transparent windows and armours) applications. For successful post-HIP treatment the presintered samples have to be air tight, i.e. without open porosity. The research in the field of transition from open to closed porosity stage is therefore very important, but it is only rarely published in the relevant literature. The experimental and theoretical study of this phenomena was therefore the main goal of this work. The analyses of theoretical models show that pore transformation from open to closed porosity is material characteristic which varies only with dihedral angle, independently on particle size or shaping process, and occurs from 92.6% t.d. to 93.7% t.d. for used materials (alumina, zirconia and magnesia-alumina spinel). These theoretical calculations were compared with experimental data obtained from the literature and with experimental data of this thesis with successful match for cubic systems (spine and cubic zirconia). The experimental results obtained for alumina were in good agreement with experimental data published in the literature (95-96% t.d.), but they were higher than the values calculated from theoretical models. Several hypotheses for explanation of this issue were described and some approaches of resolving this topic were proposed.
|
|
|
Příprava a vlastnosti moderních magnetoelektrických a multiferoických keramických materiálů
Osička, Luděk ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
První část této diplomové práce tvoří literární rešerše shrnující nejnovější poznatky o feroických a multiferoických tuhých roztocích BaTiO3, SrTiO3 a EuTiO3. V její druhé části je popsána experimentální příprava a vyhodnocení vlastností vzorků titaničitanu europnato-strontnatého - EuxSr1-xTiO3. Nejprve byla provedena jeho vysokoteplotní syntéza v tuhé fázi a vyhodnocena relativní hustota a otevřená pórovitost připravených vzorků. Získané vzorky měly pórovitost vyšší než 10 obj. %. Příčiny, proč nebylo dosaženo vyšších hustot, byly popsány z hlediska experimentálních podmínek i z hlediska termodynamických výpočtů. U vybraných vzorků byly změřeny jejich elektrické a dielektrické vlastnosti. Ty prokázaly, že tyto vzorky jsou izolátory, jejichž zbytková vodivost je pravděpodobně způsobena kyslíkovými vakancemi, vzniklými v důsledku syntézy v silně redukční atmosféře čistého vodíku.
|
|
|
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.
|
|
|
Příprava samoorganizovaných nanostrukturovaných oxidických vrstev
Šťastná, Eva ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Na vzorcích čistého hliníku (99,95 Goodfellow) byly provedeny experimenty pro ověření různých anodizačních technik. Jako elektrolyt byl použit roztok kyseliny šťavelové, anodizační napětí dosahovalo hodnot od 20 V do 60 V, přičemž po celou dobu anodizace byl měřen průběh proudu. Prostřednictvím FEG – SEM byl popsán vliv přípravy hliníkového substrátu, délky anodizace a anodizačního napětí na parametry připravené struktury. Připravené oxidické vrstvy se vyznačovaly rovnoměrně uspořádanými 20 – 30 nm v závislosti na velikosti anodizačního napětí. Metodou postupného snižování pórů bylo dosaženo struktury s póry o průměru 10 nm. Aplikací následného chemického a elektrochemického leptání oxidické vrstvy bylo dosaženo rozšíření pórů na 80 nm při zachování pravidelně uspořádané struktury. Byly také zjišťovány možnosti elektrodepozice kovů do pórů připravené struktury bez nutnosti odleptat oxidickou membránu od hliníkového substrátu. Byly vyzkoušeny možnosti elektrodepozice za použití stejnosměrného, pulsního i symetrického a nesymetrického proudu. Výsledná struktura výrazně závisela na předchozí úpravě oxidické membrány. Jestliže byla na porézní vrstvu aplikována metoda ztenčování bariérové vrstvy snižováním napětí a následné chemické leptání, byly připraveny dlouhé nanodráty vyplňující většinu membrány. Nanášením kovu nesymetrickým střídavým proudem do matrice připravené metodou postupného snižování napětí byly připraveny velmi krátké nanodráty vyplňující většinu oxidické vrstvy.
|
|
|
Studium kinetiky růstu zrn oxidových pokročilých keramických materiálů
Kazda, Adam ; Kachlík, Martin (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce bylo studium kinetiky růstu zrn u 5 různých keramických materiálů: tetragonální ZrO2 (dopovaný 3mol.% Y2O3, s velikostí částic 80 nm), dva kubické ZrO2 (dopované 8 mol.% Y2O3, s velikostí částic 80 a 140 nm) a dva hexagonální Al2O3 (s velikostí částic 100 a 240 nm). Tyto keramické prášky byly izostaticky vylisovány a poté dále slinovány na 3 různé teploty s izotermickými výdržemi od 1 do 60 hodin. Na základě pozorování mikrostruktury bylo zjištěno, že k největšímu zhrubnutí zrna dojde během nárůstu na teplotu slinování a délka výdrže na této teplotě již není z hlediska hrubnutí významná. Pro čtyři materiály se podařilo určit aktivační energii růstu zrn QG, růstový exponent n a kinetickou konstantu k0. Aktivační energie růstu zrn byla stanovena na 511±49 kJ/mol u tetragonálního ZrO2, 645±84 kJ/mol u kubického ZrO2 a 428±75 kJ/mol a 606±24 kJ/mol u Al2O3. Porovnání QG s aktivačními energiemi slinování uvedenými v literatuře ukázalo na možnost nalezení kinetického okna slinovacího procesu u kubického ZrO2, tetragonálního ZrO2 a Al2O3 s velikostí částic 240 nm a přísadou MgO. Pro čistý Al2O3 s velikostí částic 100 nm se nalezení kinetického okna slinovacího procesu nepodařilo prokázat.
|
|
|
Příprava rozměrných a tvarově složitých keramických dílů
Prehradná, Jana ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Trunec, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá rešerší keramických materiálů v oboru materiálového inţenýrství. První část se věnuje biomateriálům, především biokeramice, jejími typy, vlastnostmi a jejím pouţitím. Ve druhé části se práce zabývá transparentní keramikou a třetí část obsahuje postup a moţnosti pouţití metody gelového lití – gelcasting. Experimentální část se věnuje výrobě velkých a tvarově sloţitých součástí – kolenního kloubu, sférického krytu a disků s transparentními vlastnostmi. Pro přípravu těchto vzorků byla pouţita metoda gelového lití. Úkolem bylo nejenom tyto vzorky vyrobit, ale také nalézt vhodné okolní podmínky pro správný průběh celého výrobního procesu.
|
|
|
Prášková metalurgie a základy procesu slinování
Foltýnek, Jaroslav ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou práškové metalurgie a procesu slinování kovových materiálů. Práce je literární rešerší, která obsahuje základní komplexní náhled na celý průběh výroby konečného výrobku práškovou metalurgií a to od počáteční přípravy práškového materiálu až po hotový produkt. Samotný proces slinování je v práci rozdělen na dvě základní kategorie, slinování v tuhé fázi a slinování v kapalné fázi.
|
|
|
Slinování pokročilých keramických materiálů s kubickou strukturou
Hrubý, Jan ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá literární rešerší na téma přípravy pokročilých keramických materiálů. Srovnává také slinování a vlastnosti kubických keramických materiálů s keramickými materiály s jinými krystalovými mřížkami. Experimentální část se věnuje přípravě tetragonální ZrO2 keramiky (dopované 3mol% Y2O3) a kubické ZrO2 keramiky (dopované 8mol% Y2O3). Pro tuto přípravu bylo využito vícestupňového slinování s kombinací beztlakého slinování a izostatického lisování za horka (HIP). Cílem bylo připravit hutnou keramiku s homogenní mikrostrukturou. Dalším studovaným materiálem byl kubický Y2O3 s mikrometrovou velikostí vstupních částic. U slinutých vzorků byla studována mikrostruktura a optické vlastnosti.
|
host ::
RSS.