|
|
Víceelektrodový systém ionizačního detektoru pro environmentální rastrovací elektronový mikroskop
Uhlář, Vít ; Špinka, Jiří (oponent) ; Jirák, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou environmentální rastrovací elektronové mikroskopie a detekce signálních elektronů s použitím ionizačního detektoru. První část práce hovoří o principu a uspořádání environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Druhá část práce popisuje druhy rozptylu a jednotlivé signály, které vznikají při interakci primárního elektronového svazku se vzorkem. Třetí část práce vysvětluje problematiku nárazové ionizace a ionizačního detektoru. Experimentální část práce se zabývá použitím segmentového ionizačního detektoru a stanovením zesílení výsledného signálu z mědi a platiny v závislosti na zapojení elektrod detektoru. Dále práce zkoumá vliv uspořádání elektrod ionizačního detektoru na materiálový kontrast a na změny napěťového kontrastu na přechodu báze emitor bipolárního tranzistoru typu NPN. Všechny experimenty byly prováděny v závislosti na tlaku nasycených par v komoře vzorku.
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (oponent) ; Weidner, Anja (oponent) ; Polák, Jaroslav (vedoucí práce)
Superaustenitic stainless 22Cr25NiWCoCu steel designed for high temperature applications in power generation industry was investigated in terms of low cycle fatigue at room and elevated temperature. Individual specimens were subjected to different loading procedures in order to study the material response along with the mechanism of fatigue damage. Cyclic hardening/softening curves, Coffin-Manson and cyclic stress-strain curves were evaluated. Life-time behavior for various types of loading procedures was discussed with respect to the effective damage mechanisms developed under specific loading conditions. Standard isothermal low cycle fatigue tests at room and elevated temperature were conducted. Hysteresis loops recorded during cycling were analyzed by means of generalized statistical theory of hysteresis loop. The probability density distribution function of the internal critical stresses and its evolution during cycling straining was derived for different strain amplitudes. Evolution of the surface relief along with the internal dislocation arrangement for both temperatures was assessed in relation to the development of the probability density function of internal critical stresses. Surface relief evolution using SEM equipped with FIB revealed the early fatigue crack formation. Cyclic loading at room temperature resulted in the localization of the cyclic plastic strain into persistent slip bands and formation of surface persistent slip marking consisting of extrusions and intrusions. Deepening of an intrusion leads to the initiation of the fatigue crack from the tip of the deepest intrusion. Distinctive mechanism of the early crack formation was found in test at elevated temperature where the effect of environment is crucial. Rapid oxidation of the grain boundaries and subsequent cracking of the oxidized grain boundaries represent effective mechanisms of the nucleation of I-stage fatigue crack. Additional 10 minute tensile dwells implemented into the loading cycle led to the internal damage evolution. To reveal internal damage the longitudinal cross-sections parallel to the stress axis of the tested specimen were produced. The crack paths and their relation to the grain and twin boundaries were studied using electron back-scattered diffraction (EBSD) technique. The influence of dwells introduced in the loading cycle on fatigue life is assessed in relation to the evolution of the surface relief and internal damage. Specimens were also exposed to more complex loading procedures where the load along with the temperature varies with time simultaneously. In-phase and out-of-phase type thermomechanical fatigue (TMF) tests with or without dwells were conducted. Rapid cyclic hardening was observed in all tests regardless of the strain amplitude applied while tendency to saturation was found primarily in out-of-phase loading with/without dwells. Investigation of the surface relief by means of SEM along with FIB cutting revealed the preferential oxidization and cracking of the grain boundaries perpendicular to the loading axis. Dwells implemented in maximum tension resulted in the enlargement of the plastic strain amplitude and to the additional creep damage in the form of internal cracks. Intergranular crack propagation was observed for in-phase cycling with/without dwells. Damage evolution in out-of-phase cycling was found to be principally similar for straining with and without dwell.
|
|
|
Fatigue resistance and mechanisms of the fatigue damage in materials for high temperatures
Petráš, Roman ; Kohout,, Jan (oponent) ; Weidner, Anja (oponent) ; Polák, Jaroslav (vedoucí práce)
Superaustenitic stainless 22Cr25NiWCoCu steel designed for high temperature applications in power generation industry was investigated in terms of low cycle fatigue at room and elevated temperature. Individual specimens were subjected to different loading procedures in order to study the material response along with the mechanism of fatigue damage. Cyclic hardening/softening curves, Coffin-Manson and cyclic stress-strain curves were evaluated. Life-time behavior for various types of loading procedures was discussed with respect to the effective damage mechanisms developed under specific loading conditions. Standard isothermal low cycle fatigue tests at room and elevated temperature were conducted. Hysteresis loops recorded during cycling were analyzed by means of generalized statistical theory of hysteresis loop. The probability density distribution function of the internal critical stresses and its evolution during cycling straining was derived for different strain amplitudes. Evolution of the surface relief along with the internal dislocation arrangement for both temperatures was assessed in relation to the development of the probability density function of internal critical stresses. Surface relief evolution using SEM equipped with FIB revealed the early fatigue crack formation. Cyclic loading at room temperature resulted in the localization of the cyclic plastic strain into persistent slip bands and formation of surface persistent slip marking consisting of extrusions and intrusions. Deepening of an intrusion leads to the initiation of the fatigue crack from the tip of the deepest intrusion. Distinctive mechanism of the early crack formation was found in test at elevated temperature where the effect of environment is crucial. Rapid oxidation of the grain boundaries and subsequent cracking of the oxidized grain boundaries represent effective mechanisms of the nucleation of I-stage fatigue crack. Additional 10 minute tensile dwells implemented into the loading cycle led to the internal damage evolution. To reveal internal damage the longitudinal cross-sections parallel to the stress axis of the tested specimen were produced. The crack paths and their relation to the grain and twin boundaries were studied using electron back-scattered diffraction (EBSD) technique. The influence of dwells introduced in the loading cycle on fatigue life is assessed in relation to the evolution of the surface relief and internal damage. Specimens were also exposed to more complex loading procedures where the load along with the temperature varies with time simultaneously. In-phase and out-of-phase type thermomechanical fatigue (TMF) tests with or without dwells were conducted. Rapid cyclic hardening was observed in all tests regardless of the strain amplitude applied while tendency to saturation was found primarily in out-of-phase loading with/without dwells. Investigation of the surface relief by means of SEM along with FIB cutting revealed the preferential oxidization and cracking of the grain boundaries perpendicular to the loading axis. Dwells implemented in maximum tension resulted in the enlargement of the plastic strain amplitude and to the additional creep damage in the form of internal cracks. Intergranular crack propagation was observed for in-phase cycling with/without dwells. Damage evolution in out-of-phase cycling was found to be principally similar for straining with and without dwell.
|
|
|
Víceelektrodový systém ionizačního detektoru pro environmentální rastrovací elektronový mikroskop
Uhlář, Vít ; Špinka, Jiří (oponent) ; Jirák, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou environmentální rastrovací elektronové mikroskopie a detekce signálních elektronů s použitím ionizačního detektoru. První část práce hovoří o principu a uspořádání environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Druhá část práce popisuje druhy rozptylu a jednotlivé signály, které vznikají při interakci primárního elektronového svazku se vzorkem. Třetí část práce vysvětluje problematiku nárazové ionizace a ionizačního detektoru. Experimentální část práce se zabývá použitím segmentového ionizačního detektoru a stanovením zesílení výsledného signálu z mědi a platiny v závislosti na zapojení elektrod detektoru. Dále práce zkoumá vliv uspořádání elektrod ionizačního detektoru na materiálový kontrast a na změny napěťového kontrastu na přechodu báze emitor bipolárního tranzistoru typu NPN. Všechny experimenty byly prováděny v závislosti na tlaku nasycených par v komoře vzorku.
|
|
|
Víceelektrodový systém ionizačního detektoru pro environmentální rastrovací elektronový mikroskop
Uhlář, Vít ; Špinka, Jiří (oponent) ; Jirák, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou environmentální rastrovací elektronové mikroskopie a detekce signálních elektronů s použitím ionizačního detektoru. První část práce hovoří o principu a uspořádání environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Druhá část práce popisuje druhy rozptylu a jednotlivé signály, které vznikají při interakci primárního elektronového svazku se vzorkem. Třetí část práce vysvětluje problematiku nárazové ionizace a ionizačního detektoru. Experimentální část práce se zabývá použitím segmentového ionizačního detektoru a stanovením zesílení výsledného signálu z mědi a platiny v závislosti na zapojení elektrod detektoru. Dále práce zkoumá vliv uspořádání elektrod ionizačního detektoru na materiálový kontrast a na změny napěťového kontrastu na přechodu báze emitor bipolárního tranzistoru typu NPN. Všechny experimenty byly prováděny v závislosti na tlaku nasycených par v komoře vzorku.
|
host ::
RSS.