|
|
The numerical analysis of interactions between twins and precipitates in magnesium alloys
Bogdan, Miloš ; Gröger, Roman (referee) ; Šiška, Filip (advisor)
Hlavním cílem této práce je analýza napěťových polí, indukovaných dvojčatěním ovlivněných přítomností precipitátu před čelem dvojčete. Zvolený případ popisuje tahové dvojče {1012} 101 1 s lamelarními precipitáty v hořčíkové slitině AZ31. Systém je modelován metodou konečnýh prvků jako 2D elastická eliptická inkluze, se dvěmi elastickými precipitáty tyčovitého tvaru, nacházející se před čelem elipsy obklopené plastickou matricí modelovanou pomocí krystalové plasticity. Analýza dvojčat a precipitátů s různou tlouštkou ukazje inhibující účinek precipitátů na růst tloušťky dvojčat. Velikost tohoto účinku se mění s tloušťkou dvojčete v důsledku komplexní interakce mezi dvojčetem precipitátem a indukovanou plastickou zónou.
|
|
|
Single lever control system of piston engine with propeller
Gröger, Roman ; Cäsar, Tomáš (referee) ; Šplíchal, Miroslav (advisor)
This bachelor thesis deals with the description of the work of aircraft piston power plants and single-lever control systems. The first part describes the characteristics of piston engines and their indicators. The second part describes the work of piston engines with variable-pitch propeller. The third and fourth part deals with single-lever control systems of piston power plant, their comparison and possible problems of their control.
|
|
|
Extended defects in Ga and Al nitrides
Vacek, Petr ; Holec, David (referee) ; Hospodková,, Alice (referee) ; Gröger, Roman (advisor)
III-nitridy běžně krystalizují v hexagonální (wurtzitové) struktuře, zatímco kubická (sfaleritová) struktura je metastabilní a má pouze mírně vyšší energii. Jejich fyzikální vlastnosti jsou silně ovlivněny přítomností rozsáhlých defektů, které jsou v těchto dvou strukturách od sebe odlišné. U wurtzitových nitridů se jedná primárně o vláknové dislokace. Některé vláknové dislokace tvoří hluboké energetické stavy v zakázaném pásu, kterými ovlivňují elektrické a optoelektronické vlastnosti těchto materiálů. Oproti tomu, kubické nitridy obsahují množství vrstevných chyb, které představují lokální transformace do stabilnější wurtzitové struktury. Cílem této práce je charakterizovat rozsáhlé defekty v obou krystalových strukturách pomocí elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil a rentgenové difrakce. Prokázali jsme, že vzorky GaN/AlN a AlN s orientací (0001) rostlé na substrátu Si (111) pomocí epitaxe z organokovových sloučenin obsahují velkou hustotu vláknových dislokací. Nejčastější jsou dislokace s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a wurtzitové struktury, následované dislokacemi s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a+c, zatímco dislokace s Burgersovým vektorem s c komponentou jsou relativně vzácné. Pravděpodobný původ vláknových dislokací je diskutován v souvislosti s různými mechanismy růstu těchto vrstev. Prizmatické vrstevné chyby byly nalezeny v tenkých nukleačních vrstvách AlN, ale v tlustších vrstvách již nebyly přítomny. Na rozhraní AlN / Si byla nalezena amorfní vrstva složená ze SiNx a částečně taky z AlN. Navrhujeme, že by tato amorfní vrstva mohla hrát významnou roli při relaxaci misfitového napětí. Analýza elektrické aktivity rozsáhlých defektů v AlN byla provedena pomocí měření proudu indukovaného elektronovým svazkem. Zjistili jsme, že vláknové dislokace způsobují slabý pokles indukovaného proudu. Díky jejich vysoké hustotě a rovnoměrnému rozložení však mají větší vliv na elektrické vlastnosti, než mají V-defekty a jejich shluky. Topografické a krystalografické defekty byly studovány na nežíhaných a žíhaných nukleačních vrstvách kubického GaN deponovaných na 3C-SiC (001) / Si (001) substrátu. Velikost ostrůvků na nežíhaných vzorcích se zvyšuje s tloušťkou nukleační vrstvy a po žíhání se dále zvětšuje. Po žíhání se snižuje pokrytí substrátu u nejtenčích nukleačních vrstev v důsledku difúze a desorpce (nebo leptání atmosférou reaktoru). Vrstevné chyby nalezené ve vrstvách GaN, poblíž rozhraní se SiC, byly většinou identifikovány jako intrinsické a byly ohraničené Shockleyho parciálními dislokacemi. Jejich původ byl diskutován, jako i vliv parciálních dislokací na relaxaci misfitového napětí. Díky velkému množství vrstevných chyb byly podrobněji studovány jejich interakce. Na základě našich zjištění jsme vyvinuli teoretický model popisující anihilaci vrstevných chyb v kubických vrstvách GaN. Tento model dokáže předpovědět pokles hustoty vrstevných chyb se zvyšující se tloušťkou vrstvy.
|
|
|
Optimization of magnetic nanoparticles for hyperthermia in viscous environments
Sojková, Tereza ; Fabián,, Martin (referee) ; Hovorka,, Ondrej (referee) ; Gröger, Roman (advisor)
Jednodoménové superparamagnetické nanočástice oxidu železa hrají významnou roli v magnetické hypertermii, což je slibná terapeutická metoda, která může potenciálně léčit jakýkoli druh nádoru. Je obecně známo, že rakovinné buňky jsou citlivější na zvýšenou teplotu než buňky zdravé. Léčba rakoviny hypertermií se opírá o tuto skutečnost. Aplikace střídavého magnetického pole s frekvencemi o stovkách kHz způsobí rozptyl energie z nanočástic (10-50 nm) do okolní tkáně. Klíčovým parametrem, který určuje účinnost nanočástic, je specifická rychlost absorpce (SAR), která je komplexní funkcí tvaru, velikosti a povlaku těchto částic. Mimo to, je délka expozice AC polem omezena tendencí nanočástic k agregaci při použití in vivo. Cílem této práce je vyvinout protokol syntézy pro přípravu nanočástic oxidů železa o stejné velikosti, které vykazují vysoké hodnoty SAR a dobrou koloidní stabilitu. Nanočástice byly připraveny dvěma typy chemické syntézy, precipitací a tepelným rozkladem, a vliv reakčních podmínek na velikost, tvar a magnetické vlastnosti těchto nanočástic byl pečlivě prozkoumán. Tepelný rozklad se ukázal jako vhodnější varianta pro přípravu jednovelikostních nanočástic oxidů železa, kde byly podrobněji zkoumány zejména nanokrychle typu jádro-obálka. Jejich velikost, stupeň polydisperzity, koloidní stabilita a morfologie byly studovány dynamickým rozptylem světla ve spojení s transmisní a skenovací elektronovou mikroskopií. Fázové složení nanočástic bylo charakterizováno práškovou rentgenovou difrakcí a Mössbauerovou spektroskopií a spektroskopií ztráty energie elektronů. Rentgenová difrakce byla rovněž použita ke studiu fázových transformací v nanočásticích typu jádro-obálka. Jejich magnetické vlastnosti byly zkoumány pomocí vibrační magnetometrie a elektronové holografie. U nanočástic typu jádro-obálka byl posuzován take jejich aplikační potenciál pro použití při magnetické hypertermii, zobrazování technikou MPI a pro použití jako kontrast při magnetické rezonanci. Tato práce rozšiřuje znalosti o nanočásticích oxidu železa v závislosti na velikosti pro biomedicínské aplikace. Výsledky pro 20 nm nanokrychle po úplné fázové transformaci ukazují velmi dobré možnosti ohřevu pro použití při magnetické hypertermii a třikrát vyšší MPI signál ve srovnání s komerčně používaným indikátorem VivotraxTM.
|
|
|
Low-temperature plastic deformation of BCC metals with internal magnetic order
Holzer, Jakub ; Máthis,, Kristián (referee) ; Mrověc, Matouš (referee) ; Gröger, Roman (advisor)
Přestože plastická deformace kovů s prostorově střeďenou kubickou mřížkou za nízkých teplot je dnes dobře vysvětlena, vliv vnitřního magnetického uspořádání na mechanické vlastnosti a vliv plastické deformace na vnitřní magnetické uspořádání zůstávají z větší časti nevysvětleny. Cílem této práce je popsat nízkoteplotní plastickou deformaci -železa a chromu pomocí analýzy skluzových čar, elektronovou zpětně odraženou difrakcí a transmisní elektronovou mikroskopií (TEM). Vnitřní magnetické uspořádání chromu je zkoumáno pomocí magnetické neutronové difrakce v neutronovém centru na Institutu Paula Scherrera ve Švýcarsku. Vibrační magnetometrie je využita pro hledání změn v hmotnostní susceptibilitě, aby byly rozeznány různé magnetické stavy. Anomální skluz byl poprvé pozorován v deformovaném vzorku chromu. Dislokační síť zodpovědná za anomální skluz je charakterizována pomocí g·b analýzy v TEM. Síť protínajících se 1/2111 šroubových dislokací a jejich 100 spoje se tvoří na nízkozatížených {110} rovinách. Dvojčata vytvořená antidvojčatovým smykem byla pozorována v chromu, ale nikoliv v -železe. Tento jev je vysvětlen pomocí atomárních simulací využívajících semiempirické interakční potenciály. Magnetické domény v -železe byly studovány pomocí Kerrovy mikroskopie. Výsledky ukazují, že dvojčata mohou efektivně blokovat pohyb doménových stěn a nukleovat nové.
|
|
|
Extended defects in Ga and Al nitrides
Vacek, Petr ; Holec, David (referee) ; Hospodková,, Alice (referee) ; Gröger, Roman (advisor)
III-nitridy běžně krystalizují v hexagonální (wurtzitové) struktuře, zatímco kubická (sfaleritová) struktura je metastabilní a má pouze mírně vyšší energii. Jejich fyzikální vlastnosti jsou silně ovlivněny přítomností rozsáhlých defektů, které jsou v těchto dvou strukturách od sebe odlišné. U wurtzitových nitridů se jedná primárně o vláknové dislokace. Některé vláknové dislokace tvoří hluboké energetické stavy v zakázaném pásu, kterými ovlivňují elektrické a optoelektronické vlastnosti těchto materiálů. Oproti tomu, kubické nitridy obsahují množství vrstevných chyb, které představují lokální transformace do stabilnější wurtzitové struktury. Cílem této práce je charakterizovat rozsáhlé defekty v obou krystalových strukturách pomocí elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil a rentgenové difrakce. Prokázali jsme, že vzorky GaN/AlN a AlN s orientací (0001) rostlé na substrátu Si (111) pomocí epitaxe z organokovových sloučenin obsahují velkou hustotu vláknových dislokací. Nejčastější jsou dislokace s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a wurtzitové struktury, následované dislokacemi s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a+c, zatímco dislokace s Burgersovým vektorem s c komponentou jsou relativně vzácné. Pravděpodobný původ vláknových dislokací je diskutován v souvislosti s různými mechanismy růstu těchto vrstev. Prizmatické vrstevné chyby byly nalezeny v tenkých nukleačních vrstvách AlN, ale v tlustších vrstvách již nebyly přítomny. Na rozhraní AlN / Si byla nalezena amorfní vrstva složená ze SiNx a částečně taky z AlN. Navrhujeme, že by tato amorfní vrstva mohla hrát významnou roli při relaxaci misfitového napětí. Analýza elektrické aktivity rozsáhlých defektů v AlN byla provedena pomocí měření proudu indukovaného elektronovým svazkem. Zjistili jsme, že vláknové dislokace způsobují slabý pokles indukovaného proudu. Díky jejich vysoké hustotě a rovnoměrnému rozložení však mají větší vliv na elektrické vlastnosti, než mají V-defekty a jejich shluky. Topografické a krystalografické defekty byly studovány na nežíhaných a žíhaných nukleačních vrstvách kubického GaN deponovaných na 3C-SiC (001) / Si (001) substrátu. Velikost ostrůvků na nežíhaných vzorcích se zvyšuje s tloušťkou nukleační vrstvy a po žíhání se dále zvětšuje. Po žíhání se snižuje pokrytí substrátu u nejtenčích nukleačních vrstev v důsledku difúze a desorpce (nebo leptání atmosférou reaktoru). Vrstevné chyby nalezené ve vrstvách GaN, poblíž rozhraní se SiC, byly většinou identifikovány jako intrinsické a byly ohraničené Shockleyho parciálními dislokacemi. Jejich původ byl diskutován, jako i vliv parciálních dislokací na relaxaci misfitového napětí. Díky velkému množství vrstevných chyb byly podrobněji studovány jejich interakce. Na základě našich zjištění jsme vyvinuli teoretický model popisující anihilaci vrstevných chyb v kubických vrstvách GaN. Tento model dokáže předpovědět pokles hustoty vrstevných chyb se zvyšující se tloušťkou vrstvy.
|
|
|
Single lever control system of piston engine with propeller
Gröger, Roman ; Cäsar, Tomáš (referee) ; Šplíchal, Miroslav (advisor)
This bachelor thesis deals with the description of the work of aircraft piston power plants and single-lever control systems. The first part describes the characteristics of piston engines and their indicators. The second part describes the work of piston engines with variable-pitch propeller. The third and fourth part deals with single-lever control systems of piston power plant, their comparison and possible problems of their control.
|
|
|
Thermodynamics of Dislocation Pattern Formation at the Mesoscale
Gröger, Roman
We introduce a mesoscopic framework that is capable of simulating the evolution of dislocation networks and, at the same time, spatial variations of the stress, strain and displacement fields throughout the body. Within this model, dislocations are viewed as sources of incompatibility of strains. The free energy of a deformed solid is represented by the elastic strain energy that can be augmented by gradient terms to reproduce dispersive nature of acoustic phonons and thus set the length scale of the problem. The elastic strain field that is due to a known dislocation network is obtained by minimizing the strain energy subject to the corresponding field of incompatibility constraints. These stresses impose Peach-Koehler forces on all dislocations and thus drive the evolution of the dislocation network.
|
|
|
The numerical analysis of interactions between twins and precipitates in magnesium alloys
Bogdan, Miloš ; Gröger, Roman (referee) ; Šiška, Filip (advisor)
Hlavním cílem této práce je analýza napěťových polí, indukovaných dvojčatěním ovlivněných přítomností precipitátu před čelem dvojčete. Zvolený případ popisuje tahové dvojče {1012} 101 1 s lamelarními precipitáty v hořčíkové slitině AZ31. Systém je modelován metodou konečnýh prvků jako 2D elastická eliptická inkluze, se dvěmi elastickými precipitáty tyčovitého tvaru, nacházející se před čelem elipsy obklopené plastickou matricí modelovanou pomocí krystalové plasticity. Analýza dvojčat a precipitátů s různou tlouštkou ukazje inhibující účinek precipitátů na růst tloušťky dvojčat. Velikost tohoto účinku se mění s tloušťkou dvojčete v důsledku komplexní interakce mezi dvojčetem precipitátem a indukovanou plastickou zónou.
|
|
| |
guest ::
