|
|
Bariérové vrstvy oxidu titaničitého zhotovené materiálovým tiskem
Lásko, Ondřej ; Pospíšil, Jan (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
V této práci byly připraveny bariérové vrstvy ze suspenze TiO2, a to materiálovým tiskem a rotačním litím. Tyto vrstvy byly poté analyzovány pomocí cyklické voltametrie pro nalezení případných defektů a určení typu těchto defektů. Bylo zjištěno, že nejlepší bariérové schopnosti vykazují vrstvy o tloušťce nad cca 120 nm připravené na ITO sklo rotačním litím. Bariérové vrstvy připravené na FTO naopak všechny vykazovaly velmi špatnou schopnost blokace elektronů. Velmi dobré blokační schopnosti dále vykazovaly i vzorky vytištěné, přičemž nejlepší výsledky byly dosaženy při využití rozteči 40 m a dvou vrstvách na ITO sklo, ačkoliv se tyto vzorky potýkaly s problémem vzlínání elektrolytu, což mělo za následek zkreslení výsledků.
|
|
|
Příprava a charakterizace tenkých bariérových vrstev
Blahová, Lucie ; Mráček, Aleš (oponent) ; Buršíková, Vilma (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Pro konzervaci kovových artefaktů jsou v dnešní době nejčastěji využívány kombinace různých akrylových pryskyřic a mikrokrystalických vosků, jejichž vlastnosti však nejsou v mnoha ohledech dostačující a vyhovující. Cílem této dizertační práce je proto vyvinout konzervační systém zohledňující nové poznatky na poli pokročilých materiálů a technologií posledních let. Nejslibněji se jeví založit konzervační povlak na tenké bariérové vrstvě, která musí splňovat následující požadavky: dobrá bariérová funkce vůči kyslíku, vlhkosti a dalším korozním činitelům; transparentnost kvůli zachování barevného vzhledu předmětu; dlouhodobá stabilita, ale zároveň jednoduchá odstranitelnost; možnost nanášení na více předmětů zároveň a přijatelná finanční náročnost aplikačního procesu. Jako materiál vhodný pro tento účel je vybrán polymer parylen C, který je připravován modifikovanou chemickou depozicí z plynné fáze. Odstranitelnost parylenu je zajištěna rozpustnou mezivrstvou ze silikon-akrylátového laku Laksilu, jež je nanášena mezi chráněný kov a vrstvu parylenu. V rámci práce je nejprve optimalizován proces nanášení dvouvrstvy Laksil/parylen a posléze jsou stanovovány její fyzikálně-chemické charakteristiky, které jsou poté srovnány s konvenčním konzervátorským povlakem složeným z akrylátového laku Paraloid B72 a mikrokrystalického vosku Revax. S ohledem na nároky kladené na konzervační povlak nás u dvouvrstvy Laksil/parylen zajímají zejména její bariérové vlastnosti, optické vlastnosti, morfologie povrchu a do jaké míry je možné ji odstranit. Nejužitečnější metodou pro popis bariérových vlastností povlaků bylo korozní testování. V rámci korozních testů byly povlakované kovové vzorky vystaveny vysoce korozivní atmosféře solné mlhy o koncentraci 50 g•l–1, teplotě 35 °C a 100% vlhkosti (ČSN EN ISO 9227). Dvouvrstva Laksil/parylen prokázala vynikající bariérové schopnosti, kdy se na takto povlakovaných vzorcích objevily první známky koroze po více než třech měsících korozního testování. Drsnost povrchu měřená profilometrií a morfologie povrchu zobrazená SEM dokumentovala synergii mezi vrstvou Laksilu a parylenu, která ústí v excelentní bariérovou a antikorozní funkci dvouvrstvy. Vrstva Laksilu je totiž schopná účinně vyrovnat nerovný povrch substrátu díky své vysoké tloušťce. Parylenová vrstva nadeponovaná na povrch vyrovnaný laksilovou vrstvou kopíruje tento hladký povrch a neobjevují se v ní defekty. Parylenová vrstva tak může maximálně plnit svou bariérovou funkci. Koloristickými měřeními bylo určeno, že dvouvrstva Laksil/parylen téměř nemění barevný vzhled předmětu. Jí způsobená barevná odchylka (ČSN EN ISO 11664-4) se pohybovala kolem jedné, což je hodnota hodnocená jako „rozpoznatelná jen zkušeným okem“. Dvouvrstva Laksil/parylen je odstranitelná díky rozpustitelnosti Laksilu v xylenu. Pro umožnění přístupu rozpouštědla k laku je nutné opatrně narušit svrchní vrstvu parylenu. Úspěšnost odstranění dvouvrstvy Laksil/parylen byla nejprve potvrzena na modelových železných vzorcích pomocí EDX. Následně byla prokázána možnost úplného odstranění i ze zkorodovaného povrchu reálného artefaktu metodou TGA. Úprava dvouvrstvou Laksil/parylen je tedy plně reverzibilní.
|
|
|
Bariérové vrstvy pro ochranu předmětů kulturního dědictví
Procházka, Michal ; Lehocký, Marián (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Každý rok je objeveno značné množství archeologických nálezů. Ze země vyzvednuté předměty je potřeba zdokumentovat a zakonzervovat. Archeologové a konzervátoři však nezvládají příliv nově nalezených předmětů zpracovávat. Tato práce nabízí alternativní přístup ke standardním konzervátorským technikám, za současného navýšení procesní kapacity a snížení nákladů na konzervaci předmětů. Studovanou alternativou pro ochranu zejména železných archeologických nálezů jsou tenké vrstvy na bázi parylenu a organokřemičitanů. Vrstvy byly připravovány na dvou experimentálních aparaturách. Parylenové vrstvy se deponovaly metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD). Produktem byly vrstvy parylenu C. Organokřemičitanové vrstvy byly nanášeny pomocí plazmatem iniciované chemické depozice z plynné fáze (PECVD). Aparatura pro PECVD využívá kapacitně vázané radiofrekvenčně buzené plazma. Jako prekurzor sloužil hexamethyldisiloxan. Výsledné vrstvy jsou pro svou podobnost s oxidem křemičitým označovány SiOx. Připravené vrstvy byly charakterizovány řadou metod a srovnány se standardními konzervátorskými vrstvami – s tanátovou vrstvou, akrylovým lakem Paraloid B72 a mikrokrystalickým voskem Revax 30. Na železném substrátu vykazovaly parylenové vrstvy výbornou kompaktnost a odolnost vůči korozi. Prvotní známky koroze byly pozorovány po 24 hodinách v solné mlze u vrstev o tloušťce 5 µm. U vrstev SiOx se koroze prudce šířila už během 1. hodiny korozního testu. Pravděpodobná příčina tkví v procesu nanášení, kdy teplota dosahuje 80-100 °C. Vrstva SiOx má jinou teplotní roztažnost než železný substrát a během chladnutí dochází k praskání tenké vrstvy. U standardních vrstev se koroze objevila po 1-3 hodinách testu. Měření rychlosti prostupu kyslíku (OTR) na polypropylénovém substrátu potvrdila dobré bariérové vlastnosti parylenu C. Nejlepší parylenové vrstvy měly OTR 170 cm3•m-2•atm-1•den-1. Vrstvy SiOx dosáhly také dobrých výsledků s OTR přibližně 300 cm3•m-2•atm-1•den-1 v porovnání s čistým substrátem, který měl OTR 1700 cm3•m-2•atm-1•den-1. Standardní konzervátorské vrstvy nebylo možno na polypropylénový substrát nanést a jejich OTR se tedy neměřila. Jiný substrát, kompatibilní pro všechny vrstvy, se nepodařilo nalézt. Studie se zaměřila i na různé kombinace vrstev seskládané do sendvičové struktury. V korozních testech se neosvědčila žádná z nich, všechny substráty korodovaly již během 1. hodiny. Důvodem byla nedostatečná tloušťka vrstev, způsobující jejich nekompaktnost, a také praskliny ve vrstvách způsobené rozdílnou tepelnou roztažností železného substrátu a vrstev SiOx. Přestože vrstvy SiOx nebyly přímo deponovány na substrát, mají výbornou adhezi k parylenu a mohly jej vlivem tepla roztrhat. Měření OTR však zaznamenala značné zlepšení bariérových vlastností. Multivrstva parylenu C – SiOx – parylenu C – SiOx měla OTR 5 cm3•m-2•atm-1•den-1. Výsledkem je, že vrstvy parylenu C mají lepší vlastnosti než standardně užívané vrstvy a jsou tedy vhodné pro konzervaci kovových archeologických nálezů. Vrstvy SiOx a studované multivrstvy se pro ochranu kovových předmětů neosvědčily, mají však dobré bariérové a chemické vlastnosti pro jiné typy substrátů. Zejména ve spojení s polymery mohou najít široké uplatnění, nejen v konzervátorství. Další výzkum by byl zaměřen na nové substráty pro SiOx a na zlepšení UV stability parylenových vrstev.
|
|
|
Bariérové vrstvy oxidu titaničitého zhotovené materiálovým tiskem
Lásko, Ondřej ; Pospíšil, Jan (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
V této práci byly připraveny bariérové vrstvy ze suspenze TiO2, a to materiálovým tiskem a rotačním litím. Tyto vrstvy byly poté analyzovány pomocí cyklické voltametrie pro nalezení případných defektů a určení typu těchto defektů. Bylo zjištěno, že nejlepší bariérové schopnosti vykazují vrstvy o tloušťce nad cca 120 nm připravené na ITO sklo rotačním litím. Bariérové vrstvy připravené na FTO naopak všechny vykazovaly velmi špatnou schopnost blokace elektronů. Velmi dobré blokační schopnosti dále vykazovaly i vzorky vytištěné, přičemž nejlepší výsledky byly dosaženy při využití rozteči 40 m a dvou vrstvách na ITO sklo, ačkoliv se tyto vzorky potýkaly s problémem vzlínání elektrolytu, což mělo za následek zkreslení výsledků.
|
|
|
Příprava a charakterizace tenkých bariérových vrstev
Blahová, Lucie ; Mráček, Aleš (oponent) ; Buršíková, Vilma (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Pro konzervaci kovových artefaktů jsou v dnešní době nejčastěji využívány kombinace různých akrylových pryskyřic a mikrokrystalických vosků, jejichž vlastnosti však nejsou v mnoha ohledech dostačující a vyhovující. Cílem této dizertační práce je proto vyvinout konzervační systém zohledňující nové poznatky na poli pokročilých materiálů a technologií posledních let. Nejslibněji se jeví založit konzervační povlak na tenké bariérové vrstvě, která musí splňovat následující požadavky: dobrá bariérová funkce vůči kyslíku, vlhkosti a dalším korozním činitelům; transparentnost kvůli zachování barevného vzhledu předmětu; dlouhodobá stabilita, ale zároveň jednoduchá odstranitelnost; možnost nanášení na více předmětů zároveň a přijatelná finanční náročnost aplikačního procesu. Jako materiál vhodný pro tento účel je vybrán polymer parylen C, který je připravován modifikovanou chemickou depozicí z plynné fáze. Odstranitelnost parylenu je zajištěna rozpustnou mezivrstvou ze silikon-akrylátového laku Laksilu, jež je nanášena mezi chráněný kov a vrstvu parylenu. V rámci práce je nejprve optimalizován proces nanášení dvouvrstvy Laksil/parylen a posléze jsou stanovovány její fyzikálně-chemické charakteristiky, které jsou poté srovnány s konvenčním konzervátorským povlakem složeným z akrylátového laku Paraloid B72 a mikrokrystalického vosku Revax. S ohledem na nároky kladené na konzervační povlak nás u dvouvrstvy Laksil/parylen zajímají zejména její bariérové vlastnosti, optické vlastnosti, morfologie povrchu a do jaké míry je možné ji odstranit. Nejužitečnější metodou pro popis bariérových vlastností povlaků bylo korozní testování. V rámci korozních testů byly povlakované kovové vzorky vystaveny vysoce korozivní atmosféře solné mlhy o koncentraci 50 g•l–1, teplotě 35 °C a 100% vlhkosti (ČSN EN ISO 9227). Dvouvrstva Laksil/parylen prokázala vynikající bariérové schopnosti, kdy se na takto povlakovaných vzorcích objevily první známky koroze po více než třech měsících korozního testování. Drsnost povrchu měřená profilometrií a morfologie povrchu zobrazená SEM dokumentovala synergii mezi vrstvou Laksilu a parylenu, která ústí v excelentní bariérovou a antikorozní funkci dvouvrstvy. Vrstva Laksilu je totiž schopná účinně vyrovnat nerovný povrch substrátu díky své vysoké tloušťce. Parylenová vrstva nadeponovaná na povrch vyrovnaný laksilovou vrstvou kopíruje tento hladký povrch a neobjevují se v ní defekty. Parylenová vrstva tak může maximálně plnit svou bariérovou funkci. Koloristickými měřeními bylo určeno, že dvouvrstva Laksil/parylen téměř nemění barevný vzhled předmětu. Jí způsobená barevná odchylka (ČSN EN ISO 11664-4) se pohybovala kolem jedné, což je hodnota hodnocená jako „rozpoznatelná jen zkušeným okem“. Dvouvrstva Laksil/parylen je odstranitelná díky rozpustitelnosti Laksilu v xylenu. Pro umožnění přístupu rozpouštědla k laku je nutné opatrně narušit svrchní vrstvu parylenu. Úspěšnost odstranění dvouvrstvy Laksil/parylen byla nejprve potvrzena na modelových železných vzorcích pomocí EDX. Následně byla prokázána možnost úplného odstranění i ze zkorodovaného povrchu reálného artefaktu metodou TGA. Úprava dvouvrstvou Laksil/parylen je tedy plně reverzibilní.
|
|
|
Bariérové vrstvy pro ochranu předmětů kulturního dědictví
Procházka, Michal ; Lehocký, Marián (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Každý rok je objeveno značné množství archeologických nálezů. Ze země vyzvednuté předměty je potřeba zdokumentovat a zakonzervovat. Archeologové a konzervátoři však nezvládají příliv nově nalezených předmětů zpracovávat. Tato práce nabízí alternativní přístup ke standardním konzervátorským technikám, za současného navýšení procesní kapacity a snížení nákladů na konzervaci předmětů. Studovanou alternativou pro ochranu zejména železných archeologických nálezů jsou tenké vrstvy na bázi parylenu a organokřemičitanů. Vrstvy byly připravovány na dvou experimentálních aparaturách. Parylenové vrstvy se deponovaly metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD). Produktem byly vrstvy parylenu C. Organokřemičitanové vrstvy byly nanášeny pomocí plazmatem iniciované chemické depozice z plynné fáze (PECVD). Aparatura pro PECVD využívá kapacitně vázané radiofrekvenčně buzené plazma. Jako prekurzor sloužil hexamethyldisiloxan. Výsledné vrstvy jsou pro svou podobnost s oxidem křemičitým označovány SiOx. Připravené vrstvy byly charakterizovány řadou metod a srovnány se standardními konzervátorskými vrstvami – s tanátovou vrstvou, akrylovým lakem Paraloid B72 a mikrokrystalickým voskem Revax 30. Na železném substrátu vykazovaly parylenové vrstvy výbornou kompaktnost a odolnost vůči korozi. Prvotní známky koroze byly pozorovány po 24 hodinách v solné mlze u vrstev o tloušťce 5 µm. U vrstev SiOx se koroze prudce šířila už během 1. hodiny korozního testu. Pravděpodobná příčina tkví v procesu nanášení, kdy teplota dosahuje 80-100 °C. Vrstva SiOx má jinou teplotní roztažnost než železný substrát a během chladnutí dochází k praskání tenké vrstvy. U standardních vrstev se koroze objevila po 1-3 hodinách testu. Měření rychlosti prostupu kyslíku (OTR) na polypropylénovém substrátu potvrdila dobré bariérové vlastnosti parylenu C. Nejlepší parylenové vrstvy měly OTR 170 cm3•m-2•atm-1•den-1. Vrstvy SiOx dosáhly také dobrých výsledků s OTR přibližně 300 cm3•m-2•atm-1•den-1 v porovnání s čistým substrátem, který měl OTR 1700 cm3•m-2•atm-1•den-1. Standardní konzervátorské vrstvy nebylo možno na polypropylénový substrát nanést a jejich OTR se tedy neměřila. Jiný substrát, kompatibilní pro všechny vrstvy, se nepodařilo nalézt. Studie se zaměřila i na různé kombinace vrstev seskládané do sendvičové struktury. V korozních testech se neosvědčila žádná z nich, všechny substráty korodovaly již během 1. hodiny. Důvodem byla nedostatečná tloušťka vrstev, způsobující jejich nekompaktnost, a také praskliny ve vrstvách způsobené rozdílnou tepelnou roztažností železného substrátu a vrstev SiOx. Přestože vrstvy SiOx nebyly přímo deponovány na substrát, mají výbornou adhezi k parylenu a mohly jej vlivem tepla roztrhat. Měření OTR však zaznamenala značné zlepšení bariérových vlastností. Multivrstva parylenu C – SiOx – parylenu C – SiOx měla OTR 5 cm3•m-2•atm-1•den-1. Výsledkem je, že vrstvy parylenu C mají lepší vlastnosti než standardně užívané vrstvy a jsou tedy vhodné pro konzervaci kovových archeologických nálezů. Vrstvy SiOx a studované multivrstvy se pro ochranu kovových předmětů neosvědčily, mají však dobré bariérové a chemické vlastnosti pro jiné typy substrátů. Zejména ve spojení s polymery mohou najít široké uplatnění, nejen v konzervátorství. Další výzkum by byl zaměřen na nové substráty pro SiOx a na zlepšení UV stability parylenových vrstev.
|
host ::
RSS.