|
| |
|
|
Diagnostika elektrických výbojů v kapalinách
Vašíček, Michal ; Mazánková, Věra (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Cílem této práce je proměření elektrických charakteristik zapálení stejnosměrného elektrického výboje v roztoku elektrolytu a vyhodnocení jednotlivých parametrů (napětí, proud, světelný signál a zvuk). Výsledkem je porovnání těchto parametrů při přechodu z diafragmové na kapilární konfiguraci použitím statických a dynamických charakteristik. Další část popisuje vzájemné rozdíly a určuje přibližnou hranici mezi jednotlivými konfiguracemi. Studium stejnosměrného elektrického výboje generovaného na dírce bylo prováděno v polykarbonátovém reaktoru o celkovém objemu 110 ml rozděleného měnitelnou polyacetátovou přepážkou. Na tyto přepážky byla umístěna série keramických disků značky Shapal o tloušťce 0,3–1,5 mm se středovou dírkou o průměru 0,3 mm. Rozdělením vznikly dvě přibližně stejně velké komory, z nichž každá obsahovala nerezovou elektrodu. Na elektrody bylo dodáváno stejnosměrným zdrojem vysoké napětí o výkonu až 500 W. Jako elektrolyt byl použit roztok NaCl s počáteční vodivostí 570 S/cm. Časově rozlišené charakteristiky byly zaznamenávány na čtyřkanálovém osciloskopu Tektronix TDS 2024B, na němž bylo měřeno napětí přes sondu HV Tektronix P6015A, proud přes odpor 5,13 , zvuk piezoelektrickým mikrofonem pod reaktorem a emitované světlo výboje pomocí optického vlákna u otvoru v přepážce. Naměřením a zpracováním časově rozlišených charakteristik jednotlivých parametrů bylo dosaženo přesného popisu chování diafragmové a kapilární konfigurace. Byly popsány rozdíly napětí při fázi generace bublin a zapálení výboje. Práce obsahuje zejména popis chování kavitujících bublin a přibližně stanovuje přechod mezi diafragmovou a kapilární konfigurací na l/d = 3 (kde l je tloušťka přepážky a průměr dírky je značen d).
|
|
|
Diafragmový výboj v roztocích organických barviv z hlediska elektrolytického rozkladu
Davidová, Jaroslava ; Brablec, Antonín (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá fyzikálními a chemickými jevy působícími na rozklad organických barviv v diafragmovém výboji, který je generován v kapalných roztocích. Protože byl v experimentech použit zdroj stejnosměrného vysokého napětí v kontinuálním režimu, objevuje se účinek elektrolýzy na rozklad barviva v diafragmovém výboji. Hlavním cílem této práce bylo zjistit, kdy probíhá pouze elektrolýza (resp. kdy dochází k zapálení výboje), a které faktory ovlivňují bod zapálení. Dále bylo cílem provést rozklad vybraných potravinářských a textilních organických barviv pouze účinkem elektrolýzy. V teoretické části je uvedena teorie vzniku elektrického výboje v kapalných roztocích a popsány různé typy výbojů generované v kapalinách. Dále je v mé práci rozebrána rešerše na téma elektrických výbojů v kapalinách využívaných ve světě, využití diafragmového výboje a různé způsoby odstranění organických barviv z vodných roztoků. Nakonec je v této diplomové práci uvedena teorie elektrolýzy vodného roztoku elektrolytu, teorie UV-VIS spektroskopie a také jsou zde jednoduše popsány analytické metody vhodné pro detekci organických molekul. Experimentální část je zaměřena na popis experimentu, který byl prováděn v reaktoru s oddělenými elektrodovými prostory. Propojení obou prostorů bylo realizováno přepážkou rozdělující reaktor na dvě části, kde byla umístěna nevodivá diafragma s dírou o d = 0,4 mm uprostřed. Experimentální část obsahuje i popis chemikálií použitých v experimentech a je zde popsán i průběh jednotlivých experimentů. Nejprve byl zjištěn bod zapálení výboje v reaktoru (tj. stanovení fáze, kdy probíhá pouze elektrolýza bez jakéhokoli účinku výboje) tvorbou peroxidu vodíku a měřením dynamických elektrických charakteristik. Poté byl proveden rozklad vybraných barviv elektrolýzou. Protože rozklad barviv je doprovázen odbarvením, koncentrace barviva byla měřena na UV-VIS spektrometru v rozmezí vlnových délek 350–700 nm. Ve výsledkové části jsou porovnány různé faktory působící na bod zapálení, jako je druh použitého elektrolytu, počáteční vodivost, druh barviva, teplota roztoku a typ reaktoru (resp. objem roztoku). Z výsledků vyplývá, že nejvýznamněji ovlivňuje zapálení výboje počáteční vodivost roztoku. Po zjištění bodu zapálení byla provedena elektrolýza vybraných barviv, kde proud byl nastavován na 10 mA, elektrolyt byl použit NaCl, kterým se nastavovala počáteční vodivost na 500 µS/cm. Nakonec bylo provedeno srovnání rozkladu barviv v závislosti na dodávaném výkonu, kde bylo zjištěno, že samotná elektrolýza má pouze minimální účinnost (cca 15 %), a tudíž významně neovlivňuje rozklad barviv v diafragmovém výboji v kapalných roztocích.
|
|
|
Charakterizace tenkovrstvých elektroluminiscenčních součástek
Ahmed, Mustafa M. Abdalla ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
The objective of this thesis is to study the optical and electrical characterization of Alternating-Current Thin-Film ElectroLuminescent (ACTFEL) devices, and specifically the aging process of phosphor materials that comprise the ACTFEL display in an effort to improve the overall performance of the primary phosphor colors in terms of brightness, efficiency and stability. Since the dominant flat-panel display technology is the LCD, an alternative flat-panel display technology must gauge itself in terms of the LCD. The advantages of ACTFEL displays in comparison with LCDs are the ability to pattern much smaller pixel, performance over a wider temperature range, full-viewing angle, and readability with much greater intensity background light. The disadvantages of ACTFEL displays against LCD ones are larger power consumption, lack of adequate chromaticity of the three primary colors, and much larger driving voltages. To achieve these objectives, the optical, electrical, and opto-electric measurements of the ACTFEL structures and ZnS:Mn phosphor hosts were carried out. Moreover, the effect of KCl co-doping on the microstructure and the electroluminescent properties (mainly brightness and luminous efficiency) of ZnS:Mn phosphors has been investigated, too. A non-common electrical characterization of ACTFEL devices has also been provided. We also calculated charged center scattering rates, and simulated the electron transport process in an ACTFEL device The study of the aging characteristics of evaporated and atomic layer epitaxy ZnS:Mn phosphors has been undertaken by monitoring the luminance-voltage (L-V) internal charge-phosphor field (Q-Fp) and capacitance-voltage (C-V) electrical characteristics at in selected time intervals during aging. Short-term and long-term ACTFEL aging studies has been provided and an attempt to visualize locally the structure of phosphor with a subwavelenght resolution using Scanning near-field optical microscope (SNOM) has also been presented. The practical case of a green Zn2GeO4:Mn (2% Mn) ACTFEL device operated at 50 Hz was studied and a luminance stability by a measurement of luminance-voltage (L-V) and luminous efficiency-voltage (eta-V) characteristics has been evaluated. A non-negligible and indiscreptible task of this thesis was also its pedagogical aspect. Therefore, the presented text can be considered as a textbook suitable for our students in Libya.
|
|
|
Diagnostika plazmatu generovaného ve vybraných konfiguracích elektrického výboje v kapalném prostředí
Vašíček, Michal ; Bartlová, Milada (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na srovnání stejnosměrného a vysokofrekvenčního (15-80 kHz) elektrického výboje generujícího nízkoteplotní plazma ve vodném roztoku chloridu sodného. V první části se především soustředí na rozbor volt-ampérových a Lissajousových křivek, které popisují jednotlivé fáze výboje: elektrolýzu, generaci bublin a samotné zapálení a hoření plazmatického výboje na štěrbině v dielektrické přepážce. Studuje také vliv frekvence, konduktivity elektrolytu, tloušťky diafragmy (či délky u kapiláry) a průměru štěrbiny na vlastní zapálení výboje, respektive na generaci bublin. Měření byla realizována v polykarbonátovém reaktoru o objemu 110 ml rozděleného polyacetátovou přepážkou na dvě stejné části, z nichž každá obsahovala nerezovou planární elektrodu. Na přepážce byly instalovány keramické disky Shapal-M o různých průměrech štěrbiny 0,3-0,9 mm a tloušťkách 0,3-1,5 mm. Počáteční konduktivita chloridu sodného byla zvolena v rozmezí 100-900 S/cm. Druhá část práce porovnává vliv stejnosměrného a vysokofrekvenčního napěťového zdroje na fyzikální vlastnosti roztoku (konduktivita, pH, teplota) a tvorbu peroxidu vodíku. V reaktoru o objemu 4 l s mícháním byla nainstalována keramická diafragma s tloušťkou 0,6 mm a dírkou o průměru 0,6 mm, která dělí reaktor na dvě části, z nichž každá obsahuje platinovou elektrodu. Měření probíhalo vždy za konstantního výkonu 45 W po dobu 40 minut na každém zdroji napětí. Peroxid vodíku byl vysrážen titanovým činidlem za tvorby žlutého komplexu, který byl spektrometricky stanoven. Vynesením závislosti výkonu vysokofrekvenčního výboje na frekvenci dostáváme exponenciální pokles frekvence se zvyšujícím se výkonem. Pro silnější přepážky je potřebné vyšší zápalné napětí pro stejnosměrný i vysokofrekvenční výboj. Pro větší průměry štěrbiny se musí nastavit nižší zápalné napětí, ale vyšší výkon pro oba režimy výboje.Zápalné napětí klesá s rostoucí konduktivitou v obou režimech díky tomu, že roztok s vyšší konduktivitou obsahuje více nosičů náboje, a proto stačí nižší napětí k zapálení výboje. Zatímco frekvence a výkon stejnosměrného výboje roste, výkon vysokofrekvenčního výboje s rostoucí konduktivitou klesá. Konduktivita i teplota roztoku elektrolytu se zvyšuje s rostoucí počáteční konduktivitou. Při vysokofrekvenčním a stejnosměrném výboji u anody je pozorován pokles pH do kyselé oblasti z důvodu tvorby reaktivních částic a elektrolýzy (u DC výboje), přičemž u katody je roztok alkalický. Koncentrace peroxidu vodíku lineárně roste během vysokofrekvenčního i stejnosměrného výboje v anodové části a je závislá na počáteční koncentraci elektrolytu.
|
|
|
Diagnostika plazmatu generovaného ve směsích vody a alkoholů
Adámková, Barbora ; Slavíček, Pavel (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V diplomové práci byl zkoumán koróně podobný výboj v roztocích alkoholů, konkrétně ethanolu, methanolu, glycerolu, butanolu a isopropylalkoholu. Vznikající výboj byl diagnostikován dvěma metodami. V první části se jednalo o měření elektrických veličin. Z naměřených hodnot byly sestrojeny VA-charakteristiky, ze kterých byla určena zápalná napětí. Zápalná napětí u jednotlivých roztoků alkoholů byla zjišťována v závislosti na změně koncentrace, polaritě elektrod v reaktoru a vodivosti. Zápalné napětí bylo zjištěno pro roztok butanolu, glycerolu a isopropylalkoholu při koncentraci 20 obj. % a vodivosti 200 µS, nejvyšší hodnota zápalného napětí byla stanovena pro roztok glycerolu, a to na 580 V. Nejnižší hodnota napětí, kdy byl zapálen výboj, byla pozorována u butanolu (320 V), ale z důvodu omezené mísitelnosti s vodou je tato hodnota nepřesná, a proto v druhé části experimentu se butanol nepoužil, ale alkoholová řada byla doplněna methanolem. Druhou diagnostikou byla hmotnostní spektrometrie s protonovou ionizací a s analyzátorem doby letu. Touto analytickou metodou byla snímána hmotnostní spektra a následně identifikovány produkty vznikající v reaktoru vlivem plazmového výboje. Detekované byly převážně alifatické uhlovodíky a jejich radikály. Množství vznikajících produktů bylo pozorováno v závislosti na měnících se experimentálních podmínkách, na koncentraci roztoku, na polaritě elektrod v reaktoru a na době trvání výboje. U methanolu bylo detekováno jen malé množství sloučenin, ale s rostoucím řetězcem vznikalo více látek s vyšší molekulovou hmotností. Více sloučenin bylo detekováno rovněž spolu s rostoucí koncentrací a při záporné polaritě hlavní elektrody. Podrobně byl studován vznik acetaldehydu v roztoku ethanolu, jeho produkce v čase a reakční dráhy jeho vzniku v roztoku ethanolu.
|
|
|
Diagnostika plazmatu generovaného ve směsích vody a alkoholů
Adámková, Barbora ; Slavíček, Pavel (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V diplomové práci byl zkoumán koróně podobný výboj v roztocích alkoholů, konkrétně ethanolu, methanolu, glycerolu, butanolu a isopropylalkoholu. Vznikající výboj byl diagnostikován dvěma metodami. V první části se jednalo o měření elektrických veličin. Z naměřených hodnot byly sestrojeny VA-charakteristiky, ze kterých byla určena zápalná napětí. Zápalná napětí u jednotlivých roztoků alkoholů byla zjišťována v závislosti na změně koncentrace, polaritě elektrod v reaktoru a vodivosti. Zápalné napětí bylo zjištěno pro roztok butanolu, glycerolu a isopropylalkoholu při koncentraci 20 obj. % a vodivosti 200 µS, nejvyšší hodnota zápalného napětí byla stanovena pro roztok glycerolu, a to na 580 V. Nejnižší hodnota napětí, kdy byl zapálen výboj, byla pozorována u butanolu (320 V), ale z důvodu omezené mísitelnosti s vodou je tato hodnota nepřesná, a proto v druhé části experimentu se butanol nepoužil, ale alkoholová řada byla doplněna methanolem. Druhou diagnostikou byla hmotnostní spektrometrie s protonovou ionizací a s analyzátorem doby letu. Touto analytickou metodou byla snímána hmotnostní spektra a následně identifikovány produkty vznikající v reaktoru vlivem plazmového výboje. Detekované byly převážně alifatické uhlovodíky a jejich radikály. Množství vznikajících produktů bylo pozorováno v závislosti na měnících se experimentálních podmínkách, na koncentraci roztoku, na polaritě elektrod v reaktoru a na době trvání výboje. U methanolu bylo detekováno jen malé množství sloučenin, ale s rostoucím řetězcem vznikalo více látek s vyšší molekulovou hmotností. Více sloučenin bylo detekováno rovněž spolu s rostoucí koncentrací a při záporné polaritě hlavní elektrody. Podrobně byl studován vznik acetaldehydu v roztoku ethanolu, jeho produkce v čase a reakční dráhy jeho vzniku v roztoku ethanolu.
|
|
|
Charakterizace tenkovrstvých elektroluminiscenčních součástek
Ahmed, Mustafa M. Abdalla ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
The objective of this thesis is to study the optical and electrical characterization of Alternating-Current Thin-Film ElectroLuminescent (ACTFEL) devices, and specifically the aging process of phosphor materials that comprise the ACTFEL display in an effort to improve the overall performance of the primary phosphor colors in terms of brightness, efficiency and stability. Since the dominant flat-panel display technology is the LCD, an alternative flat-panel display technology must gauge itself in terms of the LCD. The advantages of ACTFEL displays in comparison with LCDs are the ability to pattern much smaller pixel, performance over a wider temperature range, full-viewing angle, and readability with much greater intensity background light. The disadvantages of ACTFEL displays against LCD ones are larger power consumption, lack of adequate chromaticity of the three primary colors, and much larger driving voltages. To achieve these objectives, the optical, electrical, and opto-electric measurements of the ACTFEL structures and ZnS:Mn phosphor hosts were carried out. Moreover, the effect of KCl co-doping on the microstructure and the electroluminescent properties (mainly brightness and luminous efficiency) of ZnS:Mn phosphors has been investigated, too. A non-common electrical characterization of ACTFEL devices has also been provided. We also calculated charged center scattering rates, and simulated the electron transport process in an ACTFEL device The study of the aging characteristics of evaporated and atomic layer epitaxy ZnS:Mn phosphors has been undertaken by monitoring the luminance-voltage (L-V) internal charge-phosphor field (Q-Fp) and capacitance-voltage (C-V) electrical characteristics at in selected time intervals during aging. Short-term and long-term ACTFEL aging studies has been provided and an attempt to visualize locally the structure of phosphor with a subwavelenght resolution using Scanning near-field optical microscope (SNOM) has also been presented. The practical case of a green Zn2GeO4:Mn (2% Mn) ACTFEL device operated at 50 Hz was studied and a luminance stability by a measurement of luminance-voltage (L-V) and luminous efficiency-voltage (eta-V) characteristics has been evaluated. A non-negligible and indiscreptible task of this thesis was also its pedagogical aspect. Therefore, the presented text can be considered as a textbook suitable for our students in Libya.
|
|
| |
|
|
Diagnostika plazmatu generovaného ve vybraných konfiguracích elektrického výboje v kapalném prostředí
Vašíček, Michal ; Bartlová, Milada (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na srovnání stejnosměrného a vysokofrekvenčního (15-80 kHz) elektrického výboje generujícího nízkoteplotní plazma ve vodném roztoku chloridu sodného. V první části se především soustředí na rozbor volt-ampérových a Lissajousových křivek, které popisují jednotlivé fáze výboje: elektrolýzu, generaci bublin a samotné zapálení a hoření plazmatického výboje na štěrbině v dielektrické přepážce. Studuje také vliv frekvence, konduktivity elektrolytu, tloušťky diafragmy (či délky u kapiláry) a průměru štěrbiny na vlastní zapálení výboje, respektive na generaci bublin. Měření byla realizována v polykarbonátovém reaktoru o objemu 110 ml rozděleného polyacetátovou přepážkou na dvě stejné části, z nichž každá obsahovala nerezovou planární elektrodu. Na přepážce byly instalovány keramické disky Shapal-M o různých průměrech štěrbiny 0,3-0,9 mm a tloušťkách 0,3-1,5 mm. Počáteční konduktivita chloridu sodného byla zvolena v rozmezí 100-900 S/cm. Druhá část práce porovnává vliv stejnosměrného a vysokofrekvenčního napěťového zdroje na fyzikální vlastnosti roztoku (konduktivita, pH, teplota) a tvorbu peroxidu vodíku. V reaktoru o objemu 4 l s mícháním byla nainstalována keramická diafragma s tloušťkou 0,6 mm a dírkou o průměru 0,6 mm, která dělí reaktor na dvě části, z nichž každá obsahuje platinovou elektrodu. Měření probíhalo vždy za konstantního výkonu 45 W po dobu 40 minut na každém zdroji napětí. Peroxid vodíku byl vysrážen titanovým činidlem za tvorby žlutého komplexu, který byl spektrometricky stanoven. Vynesením závislosti výkonu vysokofrekvenčního výboje na frekvenci dostáváme exponenciální pokles frekvence se zvyšujícím se výkonem. Pro silnější přepážky je potřebné vyšší zápalné napětí pro stejnosměrný i vysokofrekvenční výboj. Pro větší průměry štěrbiny se musí nastavit nižší zápalné napětí, ale vyšší výkon pro oba režimy výboje.Zápalné napětí klesá s rostoucí konduktivitou v obou režimech díky tomu, že roztok s vyšší konduktivitou obsahuje více nosičů náboje, a proto stačí nižší napětí k zapálení výboje. Zatímco frekvence a výkon stejnosměrného výboje roste, výkon vysokofrekvenčního výboje s rostoucí konduktivitou klesá. Konduktivita i teplota roztoku elektrolytu se zvyšuje s rostoucí počáteční konduktivitou. Při vysokofrekvenčním a stejnosměrném výboji u anody je pozorován pokles pH do kyselé oblasti z důvodu tvorby reaktivních částic a elektrolýzy (u DC výboje), přičemž u katody je roztok alkalický. Koncentrace peroxidu vodíku lineárně roste během vysokofrekvenčního i stejnosměrného výboje v anodové části a je závislá na počáteční koncentraci elektrolytu.
|
host ::
RSS.