|
|
Design of nuclear ceramic materials with enhanced thermal conductivity
Roleček, Jakub ; Katovský, Karel (referee) ; Salamon, David (advisor)
Oxid uraničitý (UO2) je v současnosti nejčastěji používaným materiálem jakožto palivo v komerčních jaderných reaktorech. Největší nevýhodou UO2 je jeho velmi nízká tepelná vodivost, a protože se při štěpení UO2 v jaderném reaktoru vytváří velké množství tepla, vzniká v UO2 peletě velký teplotní gradient. Tento teplotní gradient způsobuje vznik velkého tepelného napětí uvnitř pelety, což následně vede k tvorbě trhlin. Tyto trhliny napomáhají k šíření štěpných plynů při vysoké míře vyhoření paliva. Tvorba trhlin a zvýšený vývin štěpného plynu posléze vede ke značnému snížení odolnosti jaderného paliva. Tato práce se zabývá problematikou zvyšování tepelné vodivosti jaderného paliva na modelu materiálu (CeO2). V této práci jsou studovány podobnosti chování CeO2 a UO2 při konvenčním slinováním a při „spark plasma sintering.“ Způsob jak zvýšit tepelnou vodivost použitý v této práci je včlenění vysoce tepelně vodivého materiálu, karbidu křemíku (SiC), do struktury CeO2 pelet. Od karbidu křemíku je očekáváno, že zvýší tok tepla z jádra pelety, a tím zvýší tepelnou vodivost CeO2. V této práci je také porovnávána podobnost chování SiC v CeO2 matrici s chováním SiC v UO2, které bylo popsáno v literatuře.
|
|
|
Mechanical properties and structure of the aluminum alloy after heat treatment
Roleček, Jakub ; Julišová, Martina (referee) ; Juliš, Martin (advisor)
The presented bachelor´s thesis deals with the influence of heat treatment especially artificial aging on mechanical and structural properties of AlSi7Mg0.6 alloy. Cylindrical test bars of diameter 6 mm and 9 mm cast into a self-supporting ceramic shell made by plaster investment technology were used as experimental samples. These test bars were cast by Alucast whereas the patented technology of casting- JF casting was used. On the test bars was carried out the T6 heat treatment according to the Standards AMS 2771C. After the solution annealing were test bars divided to the six groups and put through various time of artificial aging, namely from 2 to the 12 hours. In order to evaluate the effect of the time of artificial aging on the structure and mechanical properties of both diameters of the test bars, the method of light microscopy, Brinell hardness test and static traction test were used. Also SDAS quantification was carried out by means of image analysis. On the grounds results of experiments it is possible to state, that the best values of mechanical properties of both diameters of the cylindrical test bars were reached after 10 hours of artificial aging.
|
|
|
Multifunktional Building Brno
Roleček, Jakub ; Drobníček, Ladislav (referee) ; Menšíková, Naděžda (advisor) ; Hradil, Dušan (advisor)
The subject of my bachelor’s thesis is a multifunctional building in the vacant site of Milady Horákové Street in the city of Brno-Zábrdovice. From the street view on the right it adjoins a secession four-storey block of flats by Josef Müller and on the left a contemporary seven-storey multi-purpose building designed by Dalibor Borák. Deliberately disharmonious proposal originates as a time-dependent impact of the two neighboring houses to align a significantly different character of their masses from both incoming angles. It forms a crystalline aggregate of basalt microscopic structures transferred to macroscopic nature of the building structure. The Semi-public space at the level of the ground floor connects the busy street with a quiet courtyard where there is a playground, vegetated cascade with a concrete stage and a café sitting. The podium "public socket" thus serves as an auditorium for various informal performances. In addition the house offers commercial, office and exclusive residential spaces, which are located on the top floors.
|
|
|
Viscosity modulation by camphor during stereolithography printing of advanced ceramic materials
Sokola, Patrik ; Roleček, Jakub (referee) ; Salamon, David (advisor)
This bachelor's thesis deals with the preparation of printing suspensions containing ceramics, their subsequent printing and evaluation of the properties of sintered ceramics. In the preparation of the printing suspension using zirconium powder stabilized with yttrium, the influence of the viscosity modulator, in particular the camphor, on the properties of the suspension and the final microstructure of the extruded and sintered objects was investigated. Samples with different contents of ceramic particles were prepared and the effect of camphor on the rheological properties of the suspension was determined. It has been found that camphor always has a positive effect on reducing the viscosity of a selected volume of ceramic, and the maximum amount of zirconium powder in the epoxy resin has been determined to make the suspension usable for stereolithographic printing. After printing, the density of the samples, their porosity, particle size, defects in the microstructure, visual quality and percentage shrinkage were evaluated. The camphor samples showed better properties for different volumetric contents of zirconium ceramics for all the mentioned factors.
|
|
|
Preparation of ceramic-metal composites for ballistic protection
Hladík, Jakub ; Roleček, Jakub (referee) ; Salamon, David (advisor)
Cílem této práce je příprava keramicko-kovového kompozitu pro balistickou ochranu. Přičemž velká pozornost se klade na rozhraní obou materiálů. Práce popisuje jak vlastnosti používaných keramik a kovů, tak i aplikovatelné mechanické testy Kompozit na bázi oxidu hlinitého a hliníků byl experimentálně připraven metodou gravitačního lití / slinování hliníků, která vedla ke spojení s korundovými hexagony. K dosažení optimálního výsledku a co nejnižší teplotě lití bylo třeba vyzkoušet několik teplotních režimů. Připravené vzorky byly balisticky testovány na základě norem NIJ Standard- 0108.01 a NATO Standard STANAG 2280. Vlastnosti rozhraní byly ověřeny pomocí lomové analýzy vzorků, která zkoumala vzorky poškozené balistickým testováním. Za účelem zkoumání rozhraní byla připraveny speciální zkouška čtyřbodým ohybem. Dále bylo provedeno předběžné zkoumání mikrostruktury hliníku.
|
|
|
Restoration and revitalization of natural creek Ponávka in Brno
Roleček, Jakub ; Ležatka,, Lukáš (referee) ; Pavlovský, Tomáš (advisor)
Nowadays water in Brno is mostly packaged in plastic bottles. Is there any opportunity to give the habitant of Brno reminiscence of 19th century urban atmosphere, so-called "Little Venice"? The river as live element brings movement to the static topography. Today its feature in cities is certanly required as a city-forming maker, the basic topographical landmark. A suitable factor in creating boundaries. Boundary that divides, combines, defines, orients. It divides the dense building structure of the city and delivers the necessary cleanup, space for relaxing and meeting. After a thorough analysis of Brno streams were defined areas of interest. It has become the resolution of the diploma thesis, which should be a starting guide for restoration and interconnection of watercourses to everyday life of citizens in the city of Brno. Best idea became a resumption of the creek Ponávka. The project aims to return not only Ponávka itself from Brno's underground, but also a return to medieval ideals due to a water feature on the city streets.
|
|
|
Aluminium oxide ceramics microstructure modification for ballistic testing
Rolek, Ondřej ; Drdlík, Daniel (referee) ; Roleček, Jakub (advisor)
This bachelor thesis describes basic shaping methods of ceramic materials and drying processes of wet ceramics, with concern of slip casting method. The experimental part of this thesis presents the usage of slip casting method for preparation of Al2O3 ceramic plates, suitable for personal and vehicle ballistic protection. Tailoring of the slip casting plaster molds, with regard to the resulting properties of the Al2O3 ceramic body, in particular its relative density, is also described in this part. The influence of sintering temperature on final relative density of ceramic samples and on their microstructure especially their grain size is also shown in the practical. Bulk ceramic samples suitable for upcoming ballistic testing with low grain size (1,18 m) and high relative density exceeding 99 % were prepared from alumina.
|
|
|
Preparation of hybrid ceramic materials by ice-templating
Roleček, Jakub ; Lenčéš,, Zoltán (referee) ; Jankovský,, Ondřej (referee) ; Salamon, David (advisor)
Ice-templating, známý také jako freeze-casting, je relativně jednoduchou, levnou a velmi univerzální technikou pro výrobu porézních keramických struktur s řízenou mikrostrukturou. Takto připravené keramické struktury jsou použity pro výrobu hybridních keramických kompozitů, nebo jako biokeramické scaffoldy. Hybridní keramické kompozitní materiály jsou založeny na napodobování přírodních/ biologických materiálů. Hlavním cílem je napodobit v přírodě se vyskytující zhouževnaťující mechanismy tím, že porézní keramické struktury jsou po slinutí napuštěny polymerními materiály. Hlavním problémem při výrobě porézních keramických vzorků s velkými rozměry, pomocí metody ice-templating, je dosažení řízeného růstu ledových krystalů v celém objemu vzorku. Aby tedy bylo možné získat velké keramické vzorky s dobře definovanou lamelární strukturou je třeba proces ice-templatingu velmi přesně kontrolovat. Biologická aktivita biokeramických materiálů závisí na kombinaci fyzikálních a chemických charakteristik, které silně souvisejí s jejich mikrostrukturou. Porozita scaffoldů musí být vzájemně propojená a velikostí pórů dostatečně velká pro úspěšný růst kostní tkáně v celém objemu implantátu. Prezentovaná disertační práce je zaměřena na problematiku zvětšování rozměrů keramických vzorků připravených pomocí metody ice-templating, vytvoření víceúrovňové porozity uvnitř vzorků a výrobu hybridních keramických kompozitů pro balistickou ochranu. Keramické suspenze pro ice-templating byly úspěšně připraveny z různých prášků (zejména hydroxyapatitu a oxidu hlinitého s různým plněním keramického prášku od 7,5 obj.% do 45 obj.%. Byl také studován vliv aditiv na utváření lamelární drsnosti a mezilamelárních přemostění. V současnosti je zkoumán dopad těchto strukturních prvků na výsledné mechanické vlastnosti. Hybridní kompozity oxid hlinitý/polymer byly úspěšně navrženy a připraveny z destiček z oxidu hlinitého připravených metodou ice-templating s délkou lamel až 70 mm a různých polymerních pryskyřic. Byla testovány mechanické vlastnosti hybridních kompozitů oxid hlinitý/polymer a výsledky ukázaly, že ice-templating je robustní metodou pro výrobu hybridních kompozitů keramika-polymer s dobrým poměrem pevnost/hustota. Avšak balistické testy hybridních kompozitů oxid hlinitý/polymer odhalily, že většina kompozitů vytvořených v rámci této práce nebyla schopna účinně zastavit střely s průbojným jádrem. Ukázalo se, že kombinace procesu ice-templating a nepřímého 3D tisku umožňuje výrobu biokeramických scaffoldů pro kostní náhrady z hydroxyapatitu s víceúrovňovou porozitou, což by se mohlo ukázat jako prospěšné pro vývoj bioaktivních vysoce porézních scaffoldů se zvýšenou biologickou aktivitou. Ice-templating také významně ovlivnil změnu fázového složení během slinování hydroxyapatitových vzorků.
|
|
|
Influence of uniaxial pressing conditions on final ceramics aimed for ballistic applications
Malý, Martin ; Roleček, Jakub (referee) ; Kachlík, Martin (advisor)
This bachelor thesis is a literary research on the preparation of advanced ceramics with a focus on the uniaxial pressing. The focus is also on the literary review of personal ballistic protection. The experimental part of the thesis was dedicated to the preparation of the Al2O3 ceramics by uniaxial pressing. Relative green density and relative density of sintered samples were measured. The acquired results were discussed in terms of impact of the dimension of the green bodies, pressing pressure and endurance of the pressing pressure. Hardness according to Vickers was measured in a group of chosen samples. The result of the experimental part was successful determination of optimal parameters for the process of uniaxial pressing in terms of relative density and achieved hardness of sintered Al2O3 material. Advanced ceramics prepared this way are suitable for ballistic protection.
|
|
|
The printing of the complex shapes by DLP technology from the ceramic materials
Popek, Tomáš ; Roleček, Jakub (referee) ; Spusta, Tomáš (advisor)
This work is focused on the characteristics of advanced ceramics, the basic principles of the 3D printing, and the division of methods for the 3D printing of ceramic materials. It also discusses the removal of the binder from the printed samples, subsequent sintering, and associated TGA analysis and high-temperature dilatometry. Al2O3 ceramic powder was used to print ceramic components, from which two suspensions with a weight fill of 60 and 65 % were prepared. These components have been progressively subjected to TGA analysis and high-temperature dilatometry. The results of the two measurements were used to determine the debinding and sintering cycle. Debinding took place in a vacuum at 410 . As a result, the weights decreased to 63.91 ± 0.45% and 68.62 ± 1.08% of the original weights. The parts were sintered for 120 minutes at 1550 and then the relative densities were measured, which were 87.89 ± 1.05 % and 88.36 ± 0.81 %. The complex components were a turbine with a height of h = 4.4 mm and a diameter of d = 27 mm, a hexagon head screw with a length of 20 mm and an M8 thread, and a nut with a height of 6.5 mm and a width of 13 mm with an M8 thread.
|
guest ::
RSS feed.