|
|
Příprava a charakterizace porézních materiálů na bázi hořčíku
Březina, Matěj ; Pacal, Bohumil (oponent) ; Vojtěch, Dalibor (oponent) ; Ptáček, Petr (vedoucí práce)
V současnosti zkoumané hořčíkové materiály připravované práškovou metalurgií vycházejí ze značně obsáhlého technologického spektra, díky čemu je možné vytvářet širokou škálu materiálů. Tato práce se zaměřuje na přípravu objemových materiálů z hořčíkového prášku metodami lisování za studena a za tepla, slinováním a polem aktivovaným slinováním. Objemové materiály byly připravovány v sérii lisovacích tlaků 100 MPa až 500 MPa a slinovací teploty byly voleny v rozsahu 300 °C až 600 °C s cílem charakterizovat vliv podmínek přípravy a technologie na výsledné vlastnosti připravovaných materiálů. Připravené materiály byly hodnoceny z hlediska mikrostruktury, tvrdosti, mikrotvrdosti, tříbodového ohybu a fraktografie. Objemové materiály byly připraveny pomocí všech testovaných metod, ovšem vlastnosti těchto materiálů se značně lišily v závislosti na použité technologii. Z materiálů lisovaných za tepla měly nejvyšší pevnost a tvrdost ty, které byly připraveny při tlaku 400 a 500 MPa a teplotě 400 °C. Klasické slinování hořčíku v muflové peci a argonové atmosféře se ukázalo jako neefektivní z důvodu oxidické vrstvy na povrchu a přítomnosti kyslíku v technickém argonu. Slinování pomocí technologie SPS (Spark Plasma Sintering – slinování pomocí jiskrového výboje) bylo tím efektivnější, čím nižší byl lisovací tlak použitý na výrobu předlisků a čím vyšší byl aplikovaný tlak během samotného procesu SPS. Nejvyšší pevnosti a tvrdosti dosáhly v tomto případě materiály slinované při teplotě 600 °C připravené z volně sypaného prášku a z nejporéznějšího předlisku (100 MPa).
|
|
|
Příprava struktur duplexního typu cestou mechanického legování a SPS
Neboha, Oksana ; Štěpánek, Roman (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu materiálu s duplexní strukturou metodami práškové metalurgie. Kombinací dvou nebo více existujících materiálů v různých geometriích lze vytvořit hybridní materiál. Takto nově vzniklý kompozit může zajistit superpozici vlastností výchozích materiálů (prášků), tj. mít zlepšenou kombinaci požadovaných vlastností. V teoretické části jsou detailně popsány hybridní materiály a také architekturované materiály, které obsahují vysoce řízené struktury. Řízení struktury umožňuje měnit rozmanitost možných geometrií a otevírá celou řadu dalších užitných vlastností. Získat kompozitní materiály lze pomocí mechanického legování, a proto se tato diplomová práce také věnuje mechanickému legování a slinovací metodě SPS. V experimentální části je pak popsán postup přípravy čtyř vzorků kompozitů s duplexní strukturou z prášku slitiny výrazně houževnaté (austenitická ocel 316L) v kombinaci s práškem slitiny výrazně pevné (karbonitrid titanu). Podstatnou částí této práce je charakterizace těchto čtyř vzorků metodami elektronové mikroskopie (SEM, TEM, EDS) doplněná měřením tvrdosti.
|
|
|
Nové kompozice pokročilých oxidicky zpevněných ocelí na bázi prvků vzácných zemin
Pech, Filip ; Kuběna, Ivo (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je příprava tří tříd ocelí lišících se obsahem chromu: 9Cr, 14Cr a 17Cr a jejich varianty zpevněné oxidickou disperzí. Oceli byly připraveny z atomárních a předlegovaných prášků metodou mechanického legování a zhutněny technikou spark plasma sintering. Jako zpevňující prvky bylo použito yttrium, které je v případě ODS ocelí nejobvyklejší a hliník. Tvorba oxidické disperze byla provedena dvěma způsoby: přímým přidáním oxidů Y2O3 a Al2O3 a vnitřní oxidací yttria a hliníku. Provedeným experimentem bylo zjištěno, že lze vytvořit ODS oceli oběma způsoby tvorby oxidické disperze. U ocelí zpevněných hliníkem však lze dosáhnout dostatečně jemné disperze oxidů pouze při použití vnitřní oxidace.
|
|
| |
|
|
Mechanical Reinforcement of Bioglass®-Based Scaffolds
Bertolla, Luca ; Prof. Dr.-Ing. habil. Aldo R. Boccaccini (oponent) ; Kotoul, Michal (oponent) ; Pabst, Willi (oponent) ; Dlouhý, Ivo (vedoucí práce)
Bioactive glasses exhibit unique characteristics as a material for bone tissue engineering. Unfortunately, their extensive application for the repair of load-bearing bone defects is still limited by low mechanical strength and fracture toughness. The main aim of this work was two-fold: the reinforcement of brittle Bioglass®-based porous scaffolds and the production of bulk Bioglass® samples exhibiting enhanced mechanical properties. For the first task, scaffolds were coated by composite coating constituted by polyvinyl alcohol (PVA) and microfibrillated cellulose (MFC). The addition of PVA/MFC coating led to a 10 fold increase of compressive strength and a 20 fold increase of tensile strength in comparison with non-coated scaffolds. SEM observations of broken struts surfaces proved the reinforcing and toughening mechanism of the composite coating which was ascribed to crack bridging and fracture of cellulose fibrils. The mechanical properties of the coating material were investigated by tensile testing of PVA/MFC stand–alone specimens. The stirring time of the PVA/MFC solution came out as a crucial parameter in order to achieve a more homogeneous dispersion of the fibres and consequently enhanced strength and stiffness. Numerical simulation of a PVA coated Bioglass® strut revealed the infiltration depth of the coating until the crack tip as the most effective criterion for the struts strengthening. Contact angle and linear viscosity measurements of PVA/MFC solutions showed that MFC causes a reduction in contact angle and a drastic increase in viscosity, indicating that a balance between these opposing effects must be achieved. Concerning the production of bulk samples, conventional furnace and spark plasma sintering technique was used. Spark plasma sintering performed without the assistance of mechanical pressure and at heating rates ranging from 100 to 300°C /min led to a material having density close to theoretical one and fracture toughness nearly 4 times higher in comparison with conventional sintering. Fractographic analysis revealed the crack deflection as the main toughening mechanisms acting in the bulk Bioglass®. Time–dependent crack healing process was also observed. The further investigation on the non-equilibrium phases crystallized is required. All obtained results are discussed in detail and general recommendations for scaffolds with enhanced mechanical resistance are served.
|
|
|
Transparentní keramické materiály
Krupa, Filip ; Drdlík, Daniel (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou transparentního kubického ZrO2 dopovaného 8 mol% Y2O3. Technologie využité v této bakalářské práci zahrnují uniaxialní lisování a izostatické lisování za studena pro přípravu keramických polotovarů a následně metody konvenčního slinování, SPS a izostatického lisování za horka. U slinutých transparentních materiálů byla vyhodnocena mikrostruktura, přímočará propustnost a tvrdost.
|
|
|
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.
|
|
|
Příprava slitiny s vysokou entropií cestou mechanického legování
Gamanov, Štěpán ; Krajňáková, Petra (oponent) ; Moravčík, Igor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá slitinami s vysokou entropií. V teoretické části je vysvětleno co jsou slitiny s vysokou entropií, čím jsou odlišné od konvenčních slitin, na základě jakých předpokladů je navrhováno jejich chemické složení a jaký nabízejí potenciál. Práce se také věnuje mechanickému legování a slinovací metodě SPS. V experimentální části je pak popsán postup přípravy tří slitin s vysokou entropií, které obsahují poměrově totožné množství Co, Cr, Fe, Ni a měnící se množství Ti. Slitiny byly připraveny mechanickým legováním a slinuty metodou SPS. Podstatnou částí této práce je charakterizace těchto tří slitin metodami EDS a XRD, doplněná měřením tvrdosti a provedením tahových zkoušek.
|
|
|
Příprava objemových materiálů na bázi Mg-Al metodami práškové metalurgie
Jakůbek, Zdeněk ; Fintová, Stanislava (oponent) ; Březina, Matěj (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu objemových materiálů na bázi Mg-Al metodami práškové metalurgie. Objemové materiály byly připraveny lisováním za studena, lisováním za studena s následným slinováním, lisováním za studena s následným slinováním a umělým stárnutím, metodou SPS (slinováním pomocí jiskrového výboje), metodou SPS s následným rozpouštěcím žíháním, metodou SPS s vytvrzováním. Připravené materiály byly hodnoceny z hlediska mikrostruktury a fyzikálně mechanických vlastností. Vlastnosti připravených materiálů se lišily v závislosti na způsobu přípravy a na obsahu Al. Všechny materiály po tepelném zpracování byly tvořeny tuhým roztok (Mg), intermetalickou fázi Mg17Al12 a MgO. Složení jednotlivých materiálů záviselo na obsahu Al. Slinování metodou SPS vedlo k zisku materiálu s lepšími mechanickými vlastnostmi oproti materiálům, jejichž výchozím bodem přípravy bylo lisování za studena.
|
|
|
Binární slitiny s eutektoidní mikrostrukturou
Skopalová, Simona ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá vyhledáním vhodných binárních systémů tvořených technicky významnými kovy, ve kterých dochází k eutektoidnímu rozpadu. Tento rozpad vznikající struktury si práce klade za cíl popsat a zdokumentovat. V úvodní teoretické části je popsán obecný aparát pro popis fázového složení binárních systémů, na který navazuje popis vybraných technicky významných kovů, mezi které se řadí železo, titan a mangan. Následuje experimentální část zabývající se výrobou slitin, přípravou metalografických vzorků a popisem vzniklé mikrostruktury.
|
host ::
RSS.