|
|
Advanced hydrophobic and hydrophilic surface treatments for non-nuclear energetics
Komarov, Pavel ; Ctibor,, Pavel (referee) ; Pawlowski, Lech (referee) ; Čelko, Ladislav (advisor)
V současnosti lze zaznamenat zvýšený zájem o studium pevných povrchů se specifickou smáčivostí (hydrofilní/superhydrofilní a hydrofobní/superhydrofobní) s ohledem na širokou škálu jejich potenciálních aplikací, mezi které patří například snížení aerodynamického odporu, ochrana proti námraze/odmrazování, korozní odolnost, ochrana proti biologickému znečištění, schopnost samočištění povrchů, apod. Způsoby přípravy takových povlaků však zahrnují sofistikované vícestupňové postupy, které jsou nákladné a neposkytují dostatečnou odolnost hydrofilního/hydrofobního chování takto modifikovaného povrchu. Předkládaná disertační práce je zaměřena na (i) vývoj technologického způsobu výroby hydrofilních/hydrofobních povlaků z materiálů odolných proti opotřebení s využitím technologie žárového nástřiku; a (ii) studium připravených povlaků, analýza jejich mechanických vlastností a kvality smáčivosti jejich povrchu. První část práce obsahuje úvod do teorie smáčivosti, volné povrchové energie, hydrofilních/superhydrofilních a hydrofobních/superhydrofobních povrchových úprav a přehled technologií žárových nástřiků. V rámci druhé, experimentální, části byly připraveny povlaky na bázi Al2O3, Cr2O3-SiO2-TiO2, YSZ a WC-Co-Cr a analyzováno jejich smáčivé chování s ohledem na topografii jejich povrchu. Dále byly studovány povlaky YSZ s lamelární a kolumnární mikrostrukturou, s ohledem na posouzení vlivu struktury povlaku na smáčivé chování. Prezentován je zde rovněž modifikovaný povlak s využitím vysokofrekvenčního plasmatu. V závěrečné fázi experimentů byly použity tři rozdílné prášky na bázi WC-Co-Cr pro výrobu povlaků odolných proti opotřebení s tzv. více stupňovou povrchovou topografií povrchu této aktivity. V rámci bylo zjištěno, že kombinace hrubého prášku s ultra jemnými (~500 nm) WC částicemi umožňuje vznik optimální povrchové topografie s velmi vysokou hydrofobností, kterou lze dále optimalizovat do superhydrofobního stavu pomocí dodatečné modifikace olejem na bázi Si. V poslední části práce byla u tohoto typu povlaku stanovena odolnost smáčivosti vzorků WC-Co-Cr pomocí testu odezvy na otěr v abrazivní suspenzi a testu odolnosti vůči kavitační erozi.
|
|
|
Preparation and characterization of highly hydrophobic coatings on AZ 91 magnesium alloy
Šomanová, Pavlína ; Hasoňová, Michaela (referee) ; Doskočil, Leoš (advisor)
Magnesium and its alloys have many interesting properties and thanks to them it can be used in many applications (transport industry, medicine etc.). Disadvantage of these materials is their high corrosion rate. For this reason, there is an effort to achieve high corrosion resistance through different modifications of magnesium and its alloys. In recent years the superhydrophobization of the surface seem to be an attractive solution for this question. This type surface modification minimalize contact between the surface and water. In this diploma thesis the superhydrophobic surface was created on the magnesium alloy AZ91. The first step included pretreatment of AZ91 surface by etching in solution of SnCl2 or ZnCl2. Next step was superhydrophobization in the ethanolic solution of stearic acid. The surface morphology and elemental analysis of the superhydrophobic coating were explored by use of scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The adhesion properties of the coating on the AZ91 were analysed by means of scratching test. Contact and sliding angles were measured for superhydrophobic coatings. Electrochemical characterization of the coatings was determined using potentiodynamic polarization (PD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Finally, the analysis of composition and the functional groups was made using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and the phase composition analysis was performed using X-ray diffraction (XRD). The results show that the coatings prepared by etching did not lead to good corrosion properties, even though the value of contact angle was about 150 °. The reduction of corrosion resistance could be caused by not obtaining required surface morphology or insufficient binding of stearic acid in the form of stearate to the sample surface.
|
|
|
Advanced hydrophobic and hydrophilic surface treatments for non-nuclear energetics
Komarov, Pavel ; Ctibor,, Pavel (referee) ; Pawlowski, Lech (referee) ; Čelko, Ladislav (advisor)
V současnosti lze zaznamenat zvýšený zájem o studium pevných povrchů se specifickou smáčivostí (hydrofilní/superhydrofilní a hydrofobní/superhydrofobní) s ohledem na širokou škálu jejich potenciálních aplikací, mezi které patří například snížení aerodynamického odporu, ochrana proti námraze/odmrazování, korozní odolnost, ochrana proti biologickému znečištění, schopnost samočištění povrchů, apod. Způsoby přípravy takových povlaků však zahrnují sofistikované vícestupňové postupy, které jsou nákladné a neposkytují dostatečnou odolnost hydrofilního/hydrofobního chování takto modifikovaného povrchu. Předkládaná disertační práce je zaměřena na (i) vývoj technologického způsobu výroby hydrofilních/hydrofobních povlaků z materiálů odolných proti opotřebení s využitím technologie žárového nástřiku; a (ii) studium připravených povlaků, analýza jejich mechanických vlastností a kvality smáčivosti jejich povrchu. První část práce obsahuje úvod do teorie smáčivosti, volné povrchové energie, hydrofilních/superhydrofilních a hydrofobních/superhydrofobních povrchových úprav a přehled technologií žárových nástřiků. V rámci druhé, experimentální, části byly připraveny povlaky na bázi Al2O3, Cr2O3-SiO2-TiO2, YSZ a WC-Co-Cr a analyzováno jejich smáčivé chování s ohledem na topografii jejich povrchu. Dále byly studovány povlaky YSZ s lamelární a kolumnární mikrostrukturou, s ohledem na posouzení vlivu struktury povlaku na smáčivé chování. Prezentován je zde rovněž modifikovaný povlak s využitím vysokofrekvenčního plasmatu. V závěrečné fázi experimentů byly použity tři rozdílné prášky na bázi WC-Co-Cr pro výrobu povlaků odolných proti opotřebení s tzv. více stupňovou povrchovou topografií povrchu této aktivity. V rámci bylo zjištěno, že kombinace hrubého prášku s ultra jemnými (~500 nm) WC částicemi umožňuje vznik optimální povrchové topografie s velmi vysokou hydrofobností, kterou lze dále optimalizovat do superhydrofobního stavu pomocí dodatečné modifikace olejem na bázi Si. V poslední části práce byla u tohoto typu povlaku stanovena odolnost smáčivosti vzorků WC-Co-Cr pomocí testu odezvy na otěr v abrazivní suspenzi a testu odolnosti vůči kavitační erozi.
|
|
|
Preparation and characterization of highly hydrophobic coatings on AZ 91 magnesium alloy
Šomanová, Pavlína ; Hasoňová, Michaela (referee) ; Doskočil, Leoš (advisor)
Magnesium and its alloys have many interesting properties and thanks to them it can be used in many applications (transport industry, medicine etc.). Disadvantage of these materials is their high corrosion rate. For this reason, there is an effort to achieve high corrosion resistance through different modifications of magnesium and its alloys. In recent years the superhydrophobization of the surface seem to be an attractive solution for this question. This type surface modification minimalize contact between the surface and water. In this diploma thesis the superhydrophobic surface was created on the magnesium alloy AZ91. The first step included pretreatment of AZ91 surface by etching in solution of SnCl2 or ZnCl2. Next step was superhydrophobization in the ethanolic solution of stearic acid. The surface morphology and elemental analysis of the superhydrophobic coating were explored by use of scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The adhesion properties of the coating on the AZ91 were analysed by means of scratching test. Contact and sliding angles were measured for superhydrophobic coatings. Electrochemical characterization of the coatings was determined using potentiodynamic polarization (PD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Finally, the analysis of composition and the functional groups was made using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and the phase composition analysis was performed using X-ray diffraction (XRD). The results show that the coatings prepared by etching did not lead to good corrosion properties, even though the value of contact angle was about 150 °. The reduction of corrosion resistance could be caused by not obtaining required surface morphology or insufficient binding of stearic acid in the form of stearate to the sample surface.
|
guest ::
