|
|
Measurement of surface tension for surface characterization of advanced ceramic materials
Mišáková, Liliana ; Kachlík, Martin (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
The presented thesis theoretically describes methods applied for the characterization of organic substances presented on the surfaces of advanced ceramic materials. Measurement of contact angles experimentally verifies the changes on surfaces of advanced ceramics. These changes are caused by the contamination of the surface. Adsorption of organic compounds on inorganic surfaces is rather unfavorable, therefore obtained results may provide useful information about the mechanisms of removal of the contaminants from surface. In the experimental part, water contact angle measurements were used to monitor and describe the changes of surface characteristics of ceramic oxides ZnO, TiO2, hydroxyapatite, Al2O3 and ZrO2. WCAs for untreated surfaces along with the WCA values for thermally or chemically treated surfaces of studied materials were assessed and compared in order to describe changes in surface energy, hydrophilicity and adhesivity caused by adsorbed organic adlayer. The decrease of contact angle values was achieved by cleaning of the surface with subsequent deprivation of adsorbed molecules.
|
|
|
Optimalizace technologie a detekce defektů keramických struktur
Chyťa, Filip ; Otáhal, Alexandr (oponent) ; Skácel, Josef (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou defektů v keramických strukturách a pouz-drech, jejich detekcí a následnou optimalizací výrobního procesu, aby došlo k eliminaci těchto vad. První kapitola shrnuje keramické materiály v elektrotechnice a zabývá se konkrétně Al2O3 a materiálem GRANALOX 9620 F a optimalizací jeho výrobního procesu. Druhá kapitola pojednává o přípravě keramic-kého prášku a jeho následném zpracování. Třetí kapitola se zabývá detekcí defektů v takto vzniklých keramických pouzdrech, testováním jejich elektrických, teplotních a mechanických vlastností. V další kapitole se věnuji mému pracovnímu postupu, který jsem použil při výrobě pouzder, samotnému způsobu výroby a otestování pouzder včetně porovnání jejich vlastností.
|
|
|
Study of microstructure evolution during intermediate stage of sintering of advanced ceramic materials
Jemelka, Marek ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
The primary goal of this master’s thesis was the description of the dependence of a critical density (i. e. the density when tubular pores completely turn to isolated closed pores) and average grain size at this density on different heating rates of intermediate stage sintering process. The obtained results are highly important, e. g. for producing of transparent ceramic armors, high-performance cutting tools or dense bone and joint implants, because they provide information for selection of the most suitable sintering approach in order to obtain pre-sintered samples with critical density and minimal average grain size for subsequent capsule-free post-HIP process. It has been found that for all studied oxide materials (alumina, tetragonal zirconia and cubic zirconia) the critical density is not significantly dependent on heating rate in the range of 2°C/min to 200°C/min and the average values of critical densities are 96.3 %, 92.4 % and 93.0 % for alumina, t-zirconia and c-zirconia, respectively. Previous literature results showed that the critical density is also not dependent on the green body microstructure, therefore, we can conclude that the critical density seems to be a material constant depending on the dihedral angle of the material. The sintering trajectories (the dependence of the average grain size on relative density) were evaluated for all three heating rates (2, 10 and 200°C/min followed by 5min dwell time) as well as for so-called long-dwell sintering (5-10 hours at low sintering temperatures). The results did not explore any new approach leading to decrease of the grain size at the critical density, so the widely used conventional presintering (10°C/min, 5 min dwell time) remains the appropriate method to reach the optimal microstructure prior to post-HIP process.
|
|
|
Řezná keramika a její efektivní využití
Heča, Jan ; Sámelová, Vendula (oponent) ; Humár, Anton (vedoucí práce)
Diplomová práce zabývající se řeznou keramikou a jejím efektivním využitím. Úvod popisuje obecnou charakteristiku řezné keramiky, její historii a vývoj, jednotlivé druhy a výrobu. V této části jsou uvedeny i mechanicko-fyzikální vlastnosti s možným použitím v obrábění. V druhé části následuje přehled řezné keramiky v sor-timentu vybraných světových výrobců. Další část je zaměřena na obecné hodnocení řezivosti řezných nástrojů a porovnání jiných materiálů. Čtvrtá část se zabývá porov-náním pracovních podmínek jednotlivých výrobců a jejich nástrojů určených k obrábění.
|
|
|
Řezná keramika a její efektivní využití
Kavalír, Vít ; Sedlák, Josef (oponent) ; Humár, Anton (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá řeznou keramikou a jejím efektivním využitím. První část je zaměřena na obecnou charakteristiku řezné keramiky, její historii a vývoj, jednotlivé druhy a výrobu. Tato část ze zabývá i mechanicko-fyzikálními vlastnostmi a možným použitím v obrábění. Druhá část je zaměřena na obecné hodnocení řezivosti řezných nástrojů. V další části následuje seznámení se sor-timentem řezné keramiky vybraných světových výrobců. Čtvrtá část se zabývá vyhodnocením a porovnáním pracovních podmínek na jednotlivých druzích ob-ráběného materiálu. Technicko-ekonomické hodnocení ukazuje, jak teoreticky snížit celkové výrobní náklady.
|
|
|
Dvojstupňové slinování pokročilých keramických materiálů s různými krystalovými strukturami
Žalud, Pavel ; Trunec, Martin (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Byl studován vliv procesu dvojstupňového slinování (TSS) na finální mikrostrukturu keramických materiálů s třemi různými krystalovými strukturami. Tetragonálního oxidu zirkoničitého (stabilizovaného 3mol%Y2O3, velikost částic 90nm a 140nm) a kubického oxidu zirkoničitého (8mol%Y2O3, 70nm), prášky byly zastudena izostaticky lisovány a slinovány různými postupy ohřevu. Mikrostruktury dosažené metodou TSS byly srovnávány s mikrostrukturami dosaženými konvenčním jednostupňovým slinováním (SSS). Výsledky ukázaly, že efektivita metody TSS pro použité materiály byla více závislá na jejich krystalové struktuře než na velikosti jejich částic a mikrostruktuře výchozího tělesa. Metoda TSS přinesla jen zanedbatelné zlepšení mikrostruktury tetragonálního oxidu zirkoničitého. Na druhé straně měla metoda TSS úspěch při slinování kubického oxidu zirkoničitého, které vedlo až ke dvojnásobnému snížení velikosti zrn.
|
|
|
Řezná keramika a její efektivní využití
Fialová, Kateřina ; Prokop, Jaroslav (oponent) ; Humár, Anton (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na řeznou keramiku a její efektivní využití. Úvodní část práce obsahuje podrobnou charakteristiku keramických řezných materiálů z hlediska jejich dělení, fyzikálně mechanických vlastností, způsobu výroby a značení. Hlavní část je zaměřena na řeznou keramiku ve výrobním sortimentu předních světových výrobců nástrojových materiálů a hodnocení řezivosti konkrétních materiálů těchto výrobců. K tomuto účelu je zpracována podrobná analýza doporučených řezných podmínek, zaměřená na efektivní využití keramických materiálů. Technicko-ekonomický rozbor potvrzuje, že současné efektivní aplikace nástrojové keramiky jsou omezeny pouze na vybrané případy obrábění litin, ocelí a slitin.
|
|
|
Řezná keramika
Maříková, Petra ; Dvořák, Jaromír (oponent) ; Humár, Anton (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá tématem řezné keramiky. V první části je uvedeno základní rozdělení řezných materiálů a jejich obecná charakteristika. Druhá část je zaměřena na samotnou řeznou keramiku, na její historii, výrobu, rozdělení a mechanicko-fyzikální vlastnosti. Ve třetí části je popsán sortiment firem Ceramtec, Iscar, Kennametal, Sandvik-Coromant, Saint-Gobain Advanced Ceramics.
|
|
|
Utilization of theoretical and experimental approaches to sintering for tailoring the microstructure and properties of advanced ceramic materials
Spusta, Tomáš ; Pánek,, Zdeněk (oponent) ; Michálková,, Monika (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
This thesis is focused on possibility of microstructure tailoring of selected oxide advanced ceramic materials (alumina, cubic and tetragonal zirconia) by post-Hot isostatic pressing (post- HIPing) method in order to produce samples with full density and minimal grain size. Considering that the post-HIPing is in majority of cases the finishing technique, the presintering (preparation of specimens in close porosity stage) was also heavily studied. Extensive theoretic and experimental research of pre-sintering advanced oxide materials resulted in several observations. It was found out, that pore closure is material characteristic governed by interfacial energies (pore closure ranging from 92 to 96% t.d. in dependence on used material), it is independent on green body processing and it is also independent on sintering history. In order to examine the microstructure via scanning electron microscope and to increase the efficiency of the microstructure analysis, the novel low temperature thermal etching method was developed. The low temperature 900 °C for 1 hour allows to thermally reveal microstructure for both partially sintered and fully dense specimens without thermal contamination (increase in the density and grain size) of the examined samples. The pre-sintered samples were post-HIPed at designed combinations of temperature (1200- 1400 °C), applied pressure (50 and 200 MPa) and dwell time (0.5-9 hours) in order to examine influence of these post-HIPing parameters on the microstructure of the samples. The most important observation was minimal influence of the applied pressure on the grain growth during post-HIPing, while it has significant densification capability. The sintering temperature and dwell time also exhibit densification potential, however with negative effect on the grain size inhibition after post-HIPing respecting kinetic grain growth reaction – exponential effect for temperature and parabolic for dwell time. Such observations were accompanied to prepare optimized post-HIPing cycles for observed materials, resulting into the specimens with density above 99.7 % t.d. and with only minimal (below 10 %) increase in the grain size compared to pre-sintered grain size. Obtained knowledge was applied for production of transparent alumina ceramics doped by erbium with photo luminescent properties. Obtained HV 10 hardness (26.9 GPa) and real inline transmittance (RIT 56 %) are the highest values among the rare-earth doped alumina published so far.
|
|
|
Studium kinetiky růstu zrn oxidových pokročilých keramických materiálů
Kazda, Adam ; Kachlík, Martin (oponent) ; Pouchlý, Václav (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce bylo studium kinetiky růstu zrn u 5 různých keramických materiálů: tetragonální ZrO2 (dopovaný 3mol.% Y2O3, s velikostí částic 80 nm), dva kubické ZrO2 (dopované 8 mol.% Y2O3, s velikostí částic 80 a 140 nm) a dva hexagonální Al2O3 (s velikostí částic 100 a 240 nm). Tyto keramické prášky byly izostaticky vylisovány a poté dále slinovány na 3 různé teploty s izotermickými výdržemi od 1 do 60 hodin. Na základě pozorování mikrostruktury bylo zjištěno, že k největšímu zhrubnutí zrna dojde během nárůstu na teplotu slinování a délka výdrže na této teplotě již není z hlediska hrubnutí významná. Pro čtyři materiály se podařilo určit aktivační energii růstu zrn QG, růstový exponent n a kinetickou konstantu k0. Aktivační energie růstu zrn byla stanovena na 511±49 kJ/mol u tetragonálního ZrO2, 645±84 kJ/mol u kubického ZrO2 a 428±75 kJ/mol a 606±24 kJ/mol u Al2O3. Porovnání QG s aktivačními energiemi slinování uvedenými v literatuře ukázalo na možnost nalezení kinetického okna slinovacího procesu u kubického ZrO2, tetragonálního ZrO2 a Al2O3 s velikostí částic 240 nm a přísadou MgO. Pro čistý Al2O3 s velikostí částic 100 nm se nalezení kinetického okna slinovacího procesu nepodařilo prokázat.
|
host ::
RSS.