|
|
Rychlé slinování pokročilých keramických materiálů
Prajzler, Vladimír ; Salamon, David (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá rychlým slinováním pokročilých keramických materiálů, a to tetragonálního ZrO2 a Al2O3 v konvenční odporové peci. Tento přístup je umožněn speciální superkantalovou pecí schopnou vyvinout rychlosti ohřevu až 200 °C/min. Rychlým slinováním byly získány vzorky s relativní hustotou vyšší než 93 % u ZrO2, resp. 97 % u Al2O3, a to bez vytvoření trhlin v tělesech. Dosažené relativní hustoty v případě tetragonálního ZrO2 byly vyšší u vzorků s většími póry v keramickém polotovaru. Toto chování je odlišné od konvenčního slinování a vede k úvahám o přenosu tepla zejména radiací.
|
|
|
Viscosity modulation by camphor during stereolithography printing of advanced ceramic materials
Sokola, Patrik ; Roleček, Jakub (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Tailoring of cooling procedure during freeze-casting for bone replacement applications.
Šantavý, Tomáš ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Bachelor thesis focuses on preparation of hydroxyapatite ceramics by freeze-casting. Hydroxyapatite is an important ceramic material, due to its biocompatibility, biodegradability and bioactivity it has a wide range of use in medicinal applications especially in replacement of bone material. The chosen method, freeze-casting, is flexible, eco-friendly and we are able to achieve a high level of porosity. The method includes freezing, freeze drying and sintering which creates a porous structure of the prepared material. Objective of this bachelor thesis was to find out the impact on the created porosity and mechanical properties of the final material. Freezing rates were applied 3, 4, 5, 6, 7 and 26 m/s. During the experimental part it was established that the freezing rate has a significant influence on the newly formed inner microstructure, it directly influences the interlamellar distances and mechanical property which is compressive strength. With liquid nitrogen with a speed of 26 m/s the achieved compressive strength was of 15 MPa as well as the shortest interlamellar distances of 14-22 µm. With slower freezing rate the average interlamellar distances were 40-150 µm and compressive strength of 2-4 MPa with comparable porosity.
|
|
|
Preparation of ceramic-metal composites for ballistic protection
Hladík, Jakub ; Roleček, Jakub (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Aim of this bachelor thesis is fabrication of ceramic-metal composite for ballistic protection, the main focus is on the materials interface. Properties of used ceramic and metal materials are described as well as applicable mechanical tests. Alumina / aluminum composite was prepared experimentally by gravity casting/sintering of aluminium among the alumina hexagons. Various temperature conditions were tested to achieve the optimal casting conditions at the lowest possible temperature. Prepared composite was tested by a ballistic impact according to NIJ Standard-0108.01 and NATO Standard STANAG 2280. Properties of the aluminium/alumina interface were verified by the fracture analysis of damaged samples and by a special version of four-point beam bending test. Also, a brief examination of aluminium microstructure was made.
|
|
|
Antibacterial properties of bioceramic materials
Achberger, Šimon ; Částková, Klára (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Implant surgery carries a risk of infection caused by bacterial contamination of the implant surface. An effective way to inhibit proliferation of bacteria is via antibacterial surfaces, however, their usage is medically and technologically difficult. Previous research shows that cicada wing topography exhibits unique bactericidal properties. In this thesis, various topographies were fabricated using heat treatment under hydrothermal conditions. The goal was to produce a surface covered by high aspect ratio structures with 60–215 nm width and 200–300 nm length. A relative density of 85%, 12 hrs long heat treatment and solution pH 4 and 5,6 had a positive effect on formation of thin surface structures. Quantity of morphological changes was proportional to -tricalcium phosphate content.
|
|
|
3d shaping of UV curable ceramic feedstock
Mišák, Jiří ; Salamon, David (oponent) ; Graule, Thomas (vedoucí práce)
The aim of this study was the development of printable, UV curable colloidal pastes for 3D robotic deposition of complex ceramic fibre networks. Additionally, shaping techniques of printed structures have been demonstrated. Printable and functional ceramic pastes based on hydroxyapatite have been successfully developed from UV curable compositions. Complex printed ceramic fibre networks and multilayers as well as enhancement of the fibre surface quality have been realised. It has been found that the control of particle-monomer/oligomer-surfactant interactions is essential to achieve printable pastes with adequate rheological properties. Using linear and cross-linking UV curable oligomers as dispersion media, very flexible structures result after UV curing. All printed, cured and additionally shaped structures have been transformed to macroscopic ceramics via thermal debinding and sintering without cracks or delamination between the layers. This has been achieved by using argon atmosphere during curing to prevent oxygen inhibition. The 3D robotic deposition in combination with UV curing is a novel and promising technique to produce complex functional ceramic structures. In this work, the benefits from the combination of 3D robotic deposition and UV solidification have been demonstrated in a new way by using cured and flexible 2 layer structures for folding processes, which lead to 3D structures that are very difficult or impossible to achieve with the employment of just direct 3D robotic deposition. On the basis of this research, versatile theory about preparing ceramic pastes for 3D robotic deposition of complex structures for various applications can be deduced.
|
|
|
Light ceramic materials for ballistic protection
Greguš, Peter ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
This thesis gives a comprehensive characterization of lightweight non-oxide ceramic materials for ballistic applications, an overview of production technologies and processing of boron carbide B4C and its ceramic-based composites. A framework for evaluating the ballistic resistance of the material based on mechanical properties is shown there. It can be used in experiments without normalized equipment. The experiments including B4C + Si, B4C + Ti composites, and application of Spark plasma sintering (SPS) were designed according to outputs from the theoretical part. The volume fractions of Si, Ti dopants were optimized based on ongoing chemical reactions during sintering. The obtained samples were subjects of mechanical testing which results were compared to identify the ideal ratio of matrix and reinforcement. As the best suited material for ballistic protection, B4C + 1,0 obj. % reaches these values of parameters; hardness = 3502 ± 122 HV1; fracture toughness KIC = 2,97 ± 0,03 MPam^0,5.
|
|
| |
|
|
Studium vývoje mikrostruktury pokročilých keramických materiálů v poslední fázi slinování
Hrubý, Jan ; Salamon, David (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem vývoje mikrostruktury v poslední fázi slinování dvou keramických materiálů na bázi ZrO2 (tetragonálního ZrO2 dopovaného 3 mol% Y2O3 a kubického ZrO2 dopovaného 8 mol% Y2O3). Pro jejich slinování bylo použito konvenčního, mikrovlnného a SPS slinování. U slinutých materiálů byla hodnocena jejich dosažená relativní hustota a střední velikost zrn. Bylo zjištěno, že použité nekonvenční metody slinování umožňují v krátké době připravit keramický produkt se zlepšenou mikrostrukturou ve srovnání s konvenčním slinováním.
|
|
|
Tvarování hydroxyapatitu na mikro úrovni pro přípravu kostních náhrad
Pejchalová, Lucie ; Novotná, Lenka (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Vhledem k celosvětovému stárnutí populace, dochází k častější potřebě opravy pohybového aparátu. V některých případech je proto nutno přejít v konečné fázi k implantaci kostní náhrady. Nejčastěji je pro svoji biokompatibilitu a bioaktivitu využíván hydroxyapatit, který je v kostech přirozeně zastoupen. Využití hydroxyapatitu jako materiálu pro kostní náhrady je omezeno mechanickou stabilitou v porézních systémech. Metoda, při které bylo dosaženo nejlepšího poměru mechanické stability a porozity, se nazývá freeze – casting. Tato metoda využívá tvorbu ledu (v případě vodných suspenzí) ke tvorbě lamelární struktury během kontrolovaného mražení. Dalším krokem je odstranění ledových krystalů lyofilizací. Následně je výsledná porézní lamelární struktura zpevněna slinutím. Změnou složení suspenze nebo podmínek mražení lze dosáhnout různé mezilamelární vzdálenosti, spojení lamel a porozity. V této práci byly připraveny keramické suspenze v objemovém zastoupení hydroxyapatitu 7,5 %, 10 %, 15 % a 20 %, které byly použity při přípravě porézních kostních náhrad metodou freeze – casting. Během mražení byla do struktur implementována 3D mřížka, která posloužila jako šablona pro síť kanálků (v průměru cca 800 mikrometrů). Po lyofilizaci byly následným ohřevem odstraněny z materiálu organické látky, včetně 3D mřížky. Výsledná biokeramická struktura dosáhla porozity víc než 90 % a velmi dobrého poměru mechanické stability a porozity. Implementace 3D mřížky se ukázala být vhodnou metodou pro kontrolovanou tvorbu kanálků s dostatečným rozměrem, sloužící k zvýšení bioaktivity materiálu.
|
host ::
RSS.