|
| |
|
| |
|
|
Návrh a optimalizace piezoaktuátorů
Jajtner, Jan ; Pavera, Michal (oponent) ; Nováček, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje návrhu, vývoji a optimalizaci lineárního piezoaktuátoru typu impact-drive určeného k aplikaci v rastrovacím tunelovacím mikroskopu kde bude pracovat jako mechanický manipulátor měřící jehly, pracujícího ve svislém směru. Text teoreticky rozpracovává a analyzuje problematiku piezoaktuátorů pracujících v UHV, přičemž v rámci teoretické diskuse je vytvořen matematický simulační model a formulovány požadavky na provoz manipulátoru, na jejichž základě je aktuátor navržen a realizován. V závěru práce jsou charakteristiky motoru měřeny a konfrontovány s numerickým modelem, přičemž je prototyp optimalizován nastavením nejefektivnějších parametrů budícího pulzu a silového zatížení.
|
|
|
Příprava a vlastnosti dopovaných piezokeramických materiálů na bázi BaTiO3
Mařák, Vojtěch ; Chlup, Zdeněk (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou dopovaných piezokeramických materiálů na bázi BaTiO3 pomocí elektroforetické depozice. Jako dopantů bylo použito pět oxidů kovů vzácných zemin, tj. Er2O3, Dy2O3, Eu2O3, Tb407 a CeO2 v množstvích 1, 3, a 5 hm. %. Připravené depozity byly hodnoceny z hlediska metodiky přípravy, vysokoteplotní dilatometrie, rentgenové difrakce, relativní hustoty, střední velikosti zrn, tvrdosti a fraktografické analýzy. Studií dilatometrických křivek bylo popsáno slinovací chování a jeho změny při různém složení materiálu. Rentgenovou difrakční analýzou byla zjištěna tetragonální fáze u všech vzorků, přičemž tetragonalita krystalické buňky BaTiO3 klesala s obsahem dopantů. Vhodnou volbou dopantu bylo možné výrazně zvýšit relativní hustotu slinutých vzorků, jejich tvrdost a zároveň zamezit hrubnutí mikrostruktury při tepelném zpracování. Bylo dosaženo relativní hustoty až 98 %, střední velikosti zrn pod 1 m a tvrdosti přes 10 GPa. Analýzou lomových ploch bylo zjištěno, že pro většinu studovaných materiálů byl mód lomu transkrystalický, pouze u vzorků dopovaných oxidem ceričitým se jednalo o lom smíšený. Ze získaných poznatků bylo identifikováno vhodné složení materiálu pro plánované použití ve vrstevnatém piezokeramickém harvestoru, který je kromě vrstev BaTiO3 tvořen funkčně-ochrannými vrstvami Al2O3 a ZrO2.
|
|
|
Příprava dopovaných bezolovnatých pieozokeramik pomocí nekonvenčních slinovacích metod
Žaludek, Jakub ; Kachlík, Martin (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
V diplomové práci byla zkoumána piezokeramika BaTiO3 dopovaná pomocí ZrO2. Bylo vytvořeno 6 rozdílných složení výchozích prášků pro přípravu keramiky BaTiO3 – ZrO2 s 10, 20, 40, 60, 80 a 90 hm% ZrO2. Směsi byly zpracovány pomocí konvenčního slinování a pomocí Spark Plasma Sintering. Výsledné keramické kompakty byly podrobeny měření hustoty, dielektrické konstanty, permitivity, polarizačních P-E křivek, piezoelektrického faktoru, ztrátovému faktoru a dilatometrickým měřením. Z výsledků vyplývá, že je možné vytvořit piezokoramiku BaTiO3 dopovanou ZrO2 o hustotě vyšší než 94 %t.d. a je možné u těchto složení dosáhnou piezoelektrického jevu. Nejvyšší hodnoty piezoelektrického faktoru 33=9 / bylo dosaženo při 20 hm% ZrO2. Z dilatometrických měření byl zjištěn vliv rostoucího obsahu ZrO2 v BaTiO3 na slinovací vlastnosti. S rostoucím množstvím přidaného ZrO2 začínal materiál slinovat dříve a dosahoval vyšších rel.hustot. Tento trend byl přítomen i u vzorků slinovaných pomocí SPS, kde se však ukázal být méně zřetelný. Při měření el.vlastností byla ovšem u vzorků z SPS zjištěna el. vodivost, která pravděpodobně plynula z přítomnosti uhlíku vneseného do vzorků během cyklu v SPS.
|
|
|
Physical and electrical properties of 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 ceramics
Král, Michael ; Nan, Bo (oponent) ; Hughes, Hana (vedoucí práce)
The purpose of this study is to prepare lead-free piezoelectric powders and ceramics with composition 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 and subsequent measurement of their physical and electrical properties. This thesis contains a literature review about piezoelectric ceramics and their properties, together with a description of the experimental approach to the preparation and measurement of properties of the samples. Contributions of the thesis are an exact description of the fabrication and measurement of properties, determination physical and electrical properties of this lead-free piezoceramic and suggestions for further development. The best electrical properties were measured on samples sintered at a temperature of 1425 °C, with d33 = 290.5 pC/N, average value of grain size is 46.8 m and relative density of 93.9 %.
|
|
|
Vývoj UHV STM/AFM
Pavelec, Jiří ; Neuman, Jan (oponent) ; Kalousek, Radek (vedoucí práce)
Práce pojednává o piezoelektrickém motoru, který jako součást AFM (Atomic Force Microscopy) provádí zaměřování laserového svazku. Je v ní zaznamenáno měření pro určení vhodných tvarů a frekvencí napájecích pulzů, které slouží k vytváření slip-stick pohybu pomocí piezokeramických segmentů, jenž jsou jeho akčním členem. V textu jsou dále naznačeny možnosti řešení problémů spočívajících v jeho umístění do UHV (Ultra High Vacuum) a to jak na základě měření, tak i zpracované simulace.
|
|
|
Využití piezo-materiálu pro získávání elektrické energie z vibrací
Hanus, Jiří ; Dušek, Daniel (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá získáváním elektrické energie z vibrací okolního pro-středí pomocí piezoelektrického vibračního generátoru. K modelování piezokeramiky a návrhu mechanické části generátoru byl využit simulační program ANSYS 10.0. Nejdříve byly numericky vypočteny parametry navrhovaného piezoelektrického generá-toru, poté byly tyto hodnoty porovnány se skutečným vzorkem. V práci je také uveden popis materiálových vlastností piezoelektrických materiálů.
|
|
|
Syntéza a příprava bezolovnaté piezokeramiky
Řeháková, Bára ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Částková, Klára (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce je syntéza a následná příprava bezolovnaté piezokeramiky s perovskitovou strukturou, konkrétně draselno-sodného niobátu (KNN). V teoretické části jsou popsány možnosti syntéz KNN prášku, jeho tvarování a slinování. Experimentální část se věnuje třem typům popsaných syntéz – reakci v pevné fázi, hydrotermální syntéze, sol-gel syntéze, následnému zpracování vzniklých KNN prášků pomocí uniaxálního lisování, metody CIP (cold isostatic pressure), slinování (klasické v peci, případně SPS – spark plasma sintering) takto připravených těles a jejich následné vlastnosti – hustota, velikost zrna a nábojová konstanta. Pomocí každé z metod byl připraven čistý KNN prášek, který byl tvarován a slinován. Nejlepších vlastností dosahovaly vzorky slinuté pomocí SPS, které vykazovaly nejvyšší hustotu a nejnižší nárůst zrna.
|
|
|
Vývoj lineárního posuvu pro UHV STM/AFM
Pavelec, Jiří ; Jiruše, Jaroslav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Diplomová práce popisuje vývoj lineárního posuvu. Vývoj směřuje přes jednodušší prototypy až k aplikaci více lineárních posuvů jako tříosého manipulátoru vzorku v rastrovacím tunelovacím mikroskopu / mikroskopu atomárních sil (STM/AFM) v prostředí velmi vysokého vakua (UHV). Jsou diskutována možná řešení odměřovacího systému a lineárního vedení. Je popsána konstrukce a použití homodyního interferometru při optimalizaci vyvíjených lineárních posuvů, které využívají piezokeramických hybných členů. Model optického pravítka s mřížkou je propočten s využítím poznatků teorie skalární difrakce.
|
host ::
RSS.