|
|
Phase transformations in modern titanium alloys
Šmilauerová, Jana ; Janeček, Miloš (vedoucí práce) ; Kalvoda, Ladislav (oponent) ; Strunz, Pavel (oponent)
Tato práce se zabývá fázovými transformacemi v metastabilních β slitinách titanu s důrazem na studium vývoje nanočástic termodynamicky metastabilní ω fáze. Pro účely experimentů popsaných v této práci byly připraveny monokrystaly dvou metastabilních β slitin titanu pomocí metody zonální tavby - LCB (Ti- 6.8Mo-4.5Fe-1.5Al) a Ti-15Mo (ve váhových %). Diferenční skenovací kalorimetrie prokázala, že drobné změny v chemickém složení monokrystalického materiálu mají pouze malý vliv na probíhající fázové transformace. Rentgenová difrakce umožnila určit tvar a velikost ω částic v sérii různě vyžíhaných monokrystalických vzorků. Dále byly stanoveny mřížové parametry ω fáze a β matrice a tzv. misfit mezi oběma strukturami. Bylo zjištěno, že β matrice je v okolí ω částic deformovaná v tlaku. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření ukázal na prostorové uspořádání ω částic do kubické mříže s bázovými vektory rovnoběžnými se směry 100 β. Maloúhlový rozptyl rovněž umožnil určit střední velikosti a vzdálenosti ω částic. Oba tyto parametry závisí na době žíhání jako t1/3 , což je ve shodě s teorií podle Lifshitze, Slyozova a Wagnera. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření měřený in situ...
|
|
|
Microstructure and mechanical properties of ultra-fine grained titanium alloys
Václavová, Kristína ; Stráský, Josef (vedoucí práce)
Název práce: Mikrostruktura a mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných slitin titanu Autor: Bc. Kristína Václavová Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí diplomové práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D. Abstrakt: Metastabilní β-slitiny titanu Ti-15Mo a Ti-6,8Mo-4,5Fe-1,5Al (TIMETAL LCB) byly připraveny metodou torze za vysokého tlaku (HPT), která patří mezi metody intenzivní plastické deformace (SPD). Mikrotvrdost slitin Ti-15Mo a TIMETAL LCB se zvyšuje s rostoucí vloženou deformací - tedy se zvyšujícím se počtem otáček HPT a také s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nejvyšší hodnoty mikrotvrdosti po deformaci HPT výrazně převyšují mikrotvrdost dvoufázového α + β materiálu po tepelném zpracování. Deformovaná mikrostruktura byla studována rastrovací elektronovou mikroskopií a difrakcí zpětně odražených elektronů (EBSD). Výrazné dvojčatění bylo pozorováno u obou studovaných slitin. Mechanismus vícenásobného dvojčatění výrazně přispívá k fragmentaci zrn a tedy ke zjemnění mikrostruktury. Struktura defektů ve slitině Ti-15Mo byla studována pomocí pozitronové anihilační spektroskopie. Jedinými defekty detekovanými pozitronovou anihilační spektroskopií jsou dislokace. Hustota dislokací se zvyšuje s počtem HPT otáček a s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nárůst hustoty dislokací je podstatným...
|
|
|
The Study of Phase Transformation in Titanium Alloys
Zháňal, Pavel ; Harcuba, Petr (vedoucí práce) ; Kalvoda, Ladislav (oponent) ; Strunz, Pavel (oponent)
V této práci byly studovány fázové transformace metastabilních β slitin (primárně Ti-15Mo) pomocí měření elektrického odporu, dilatometrie, transmisní elektronové mikroskopie a rentgenové a neutronové difrakce. Slitiny Ti-15Mo, Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al (LCB), Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti- 5553), Ti-29Nb-1Fe-0.5Si (TNFS), Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si (Timetal 21S) and Ti-13Cr-1Fe-3Al (TCFA) (ve váh. %) byly podrobeny rozpouštěcímu žíhání při teplotách nad jejich β-transem a následně zakaleny do vody. Takto připravené materiály obsahují metastabilní β matrici a ω částice. Vzorky zakalené z význačných teplot, určených pomocí in-situ měření elektrického odporu a dilatometrie, byly zkoumány pomocí post-mortem TEM. In-situ rentgenová a neutronová difrakce umožnily přímé pozorování změn mikrostruktury slitiny Ti-15Mo během ohřevu a potvrdily tvrzení založená na výsledcích získaných pomocí nepřímých metod. Mezi tato tvrzení patří například: pokles objemového podílu ω fáze během ohřevu na nízkých teplotách (do 250 řC), úplné rozpuštění ω fáze na 560 řC a následnou precipitaci α fáze aniž by ω částice sloužily jako její přímé preferenční nukleační centra. Rentgenová difrakce umožnila stanovit vývoj relativní velikosti ω částic, zatímco vývoj objemového podílu fází byl určen z výsledků neutronové difrakce. Objemový podíl β fáze na...
|
|
|
Microstructure and mechanical properties of ultra-fine grained titanium alloys
Václavová, Kristína ; Stráský, Josef (vedoucí práce)
Název práce: Mikrostruktura a mechanické vlastnosti ultrajemnozrnných slitin titanu Autor: Bc. Kristína Václavová Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí diplomové práce: PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D. Abstrakt: Metastabilní β-slitiny titanu Ti-15Mo a Ti-6,8Mo-4,5Fe-1,5Al (TIMETAL LCB) byly připraveny metodou torze za vysokého tlaku (HPT), která patří mezi metody intenzivní plastické deformace (SPD). Mikrotvrdost slitin Ti-15Mo a TIMETAL LCB se zvyšuje s rostoucí vloženou deformací - tedy se zvyšujícím se počtem otáček HPT a také s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nejvyšší hodnoty mikrotvrdosti po deformaci HPT výrazně převyšují mikrotvrdost dvoufázového α + β materiálu po tepelném zpracování. Deformovaná mikrostruktura byla studována rastrovací elektronovou mikroskopií a difrakcí zpětně odražených elektronů (EBSD). Výrazné dvojčatění bylo pozorováno u obou studovaných slitin. Mechanismus vícenásobného dvojčatění výrazně přispívá k fragmentaci zrn a tedy ke zjemnění mikrostruktury. Struktura defektů ve slitině Ti-15Mo byla studována pomocí pozitronové anihilační spektroskopie. Jedinými defekty detekovanými pozitronovou anihilační spektroskopií jsou dislokace. Hustota dislokací se zvyšuje s počtem HPT otáček a s rostoucí vzdáleností od středu vzorku. Nárůst hustoty dislokací je podstatným...
|
|
|
Biocompatibility of transition metal alloys: physical-chemical background
Rafaj, Zdeněk ; Nehasil, Václav (vedoucí práce) ; Kolářová, Tatiana (oponent)
Slitiny titanu jsou široce využívány při výrobě kloubních implantátů. Podle současných studií má jedny z nejlepších chemických i mechanických vlastností slitina TiNb. Vlastnosti této slitiny jsou studovány na Ti39Nb a na napařených vrstvách Ti, Nb a TiNb. Výsledky jsou porovnány se slitinou Ti6Al4V a čistým Ti. V této práci se zaměřujeme na počáteční fázi procesu růstu kostí na implantátu (studováno in vitro). Dle dostupné literatury nebyla tato raná fáze růstu doposud popsána. V této počáteční fázi dochází k vytváření CaHPO4. Růst této sloučeniny je doprovázeno vytvářením oxidu Mg. Tato fáze je odlišná od pozdějšího růstu (popsán v mnoha studiích), kdy se narostlá vrstva skládá převážně z hydro- xylapatitu, Ca10(PO4)6(OH)2. Tepelná oxidace povrchu slitin vede k tvorbě zrn a zvýšení drsnosti povrchu. Ovlivnění rychlosti růstu zvýšením drsnosti povrchu závisí na materiálu. Obecně vzato dosahuje při růstu nejlepších výsledků TiNb (jak vyleštěný, tak vyleštěný a následně tepelně oxidovaný) a je následován čistý Ti. 1
|
|
|
Phase transformations in modern titanium alloys
Šmilauerová, Jana ; Janeček, Miloš (vedoucí práce) ; Kalvoda, Ladislav (oponent) ; Strunz, Pavel (oponent)
Tato práce se zabývá fázovými transformacemi v metastabilních β slitinách titanu s důrazem na studium vývoje nanočástic termodynamicky metastabilní ω fáze. Pro účely experimentů popsaných v této práci byly připraveny monokrystaly dvou metastabilních β slitin titanu pomocí metody zonální tavby - LCB (Ti- 6.8Mo-4.5Fe-1.5Al) a Ti-15Mo (ve váhových %). Diferenční skenovací kalorimetrie prokázala, že drobné změny v chemickém složení monokrystalického materiálu mají pouze malý vliv na probíhající fázové transformace. Rentgenová difrakce umožnila určit tvar a velikost ω částic v sérii různě vyžíhaných monokrystalických vzorků. Dále byly stanoveny mřížové parametry ω fáze a β matrice a tzv. misfit mezi oběma strukturami. Bylo zjištěno, že β matrice je v okolí ω částic deformovaná v tlaku. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření ukázal na prostorové uspořádání ω částic do kubické mříže s bázovými vektory rovnoběžnými se směry 100 β. Maloúhlový rozptyl rovněž umožnil určit střední velikosti a vzdálenosti ω částic. Oba tyto parametry závisí na době žíhání jako t1/3 , což je ve shodě s teorií podle Lifshitze, Slyozova a Wagnera. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření měřený in situ...
|
|
|
Optimization of properties of Ti based alloys for biomedical and structural applications
Stráský, Josef ; Janeček, Miloš (vedoucí práce) ; Hadzima, Branislav (oponent) ; Karlík, Miroslav (oponent)
Název práce: Optimalizace vlastností Ti slitin pro biomedicínské a strukturní aplikace Autor: Josef Stráský Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Miloš Janeček, CSc. Abstrakt: Slitiny titanu patří mezi nejpoužívanější materiály pro výrobu tělních implantátů. Předkládaná dizertace se věnuje experimentálnímu studiu pokročilých technologií povrchových úprav titanových implantátů a vývoji nových beta-titanových slitin pro využití v ortopedii. Široké spektrum experimentálních technik bylo využito pro studium souvislostí mezi přípravou materiálu, mikrostrukturou a mechanickými vlastnostmi. Elektroerozivní obrábění bylo využito netradičně jako povrchová úprava pro zvýšení biokompatibility slitiny Ti-6Al-4V. Nevýhodou povrchové úpravy je snížená únavová odolnost. Dvě následné úpravy povrchu - chemické leptání a kuličkování - byly navrženy pro zvýšení únavové odolnosti. Dosažená únavová odolnost je dostatečná pro využití takto upraveného materiálu v ortopedii. Tento proces byl patentován českým úřadem průmyslového vlastnictví. Dizertace dále shrnuje dosažené poznatky v oblasti biokompatibilních beta-slitin Ti. Na základě výchozí slitiny Ti- Nb-Zr-Ta bylo navrženo několik nových slitin s příměsemi železa, křemíku a kyslíku. Vliv příměsí na mikrostrukturu, modul pružnosti a...
|
host ::
RSS.