|
|
Measurement of surface tension for surface characterization of advanced ceramic materials
Mišáková, Liliana ; Kachlík, Martin (referee) ; Salamon, David (advisor)
Povrchy inorganických materiálov, zvlášť kovov alebo kovových oxidov, ktoré sú často charakteristické vysokou povrchovou energiou, sú zvyčajne kontaminované adsorbovanými organickými molekulami. Tieto molekuly majú na povrchy zväčša nepriaznivý vplyv, do značnej miery napríklad ovplyvňujú funkcionalitu a výkonnosť polovodičov a znemožňujú, prípadne sťažujú prevedenie povrchových úprav na povrchoch kovov aj keramík. Taktiež majú nepriaznivý vplyv na priľnavosť. Adsorbované častice spôsobujú znižovanie hydrofilicity povrchu. Hydrofilicita, adhezivita a zmáčavosť povrchu sa veľmi dobre posudzujú prostredníctvom merania kontaktného uhlu. V tejto práci je značná pozornosť venovaná práve meraniu statického kontaktného uhlu. [10] Samotné meranie kontaktného uhlu je možné vykonať rôznymi spôsobmi, v tejto práci bol však použitý najvhodnejší prístup, a to metódou „sessile-drop“, teda pokladanej alebo depozitovanej kvapky na meraný povrch. K meraniu bol využitý klasický „sessile-drop goniometer“, teda aparatúra, ktorá pozostávala z nastaviteľného stojanu na vzorky, nad ktorým bol umiestnený zdroj svetla, a objektívu fotoaparátu, ktorý bol prepojený s kamerou zabudovaného smartfónu. Meranie prebiehalo tak, že kvapka s objemom 3L destilovanej superčistej vody bola depozitovaná na povrch substrátu pomocou mikroinjekčnej striekačky. Cieľom tejto práce bolo nielen stanoviť kontaktné uhly a porovnať ich hodnoty medzi rôznymi typmi materiálov navzájom a po upravách tepelného a/lebo chemického charakteru. Vyhodnotené údaje zachycovali zmeny, ku ktorým došlo na povrchoch daných keramických materiálov pri adsorpcii organických molekúl. Proces tepelnej úpravy (kalcinácia na teplote 800°C, následne pokles na teplotu 600°C, po celkovú dobu 16 hodín) bol aplikovaný na všetkých typoch vzoriek, kde niektoré sa medzi sebou líšili teplotou slinovania. Ihneď po kalcinácii boli vzorky podrobené meraniu kontaktných uhlov, z ktorého jasne vyplynulo, že hydrofilicita a zmáčavosť povrchu sa zvýšila. Tento jav bol pozorovaný na všetkých vzorkách, a na všetkých vzorkách sa hodnoty kontaktného uhlu líšili veľmi významne od hodnoty, ktorá bola získaná v tzv. primárnom meraní. Všetky detailné hodnoty a vyhodnotené výsledky sú posudzované v časti diskusia. Ďalšou úpravou povrchu, ktorá bola vykonaná na vybraných vzorkách, bolo čistenie povrchu etanolom. Proces bol opäť realizovaný na všetkých vzorkách. Potom, ako boli zrealizované všetky merania na kalcinovaných vzorkách, boli všetky tieto vzorky ponorené do etanolu na približne 2 hodiny. Po vybratí vzoriek a ich osušení na vzduchu boli uskutočnené ďalšie merania kontaktných uhlov. Výsledky priniesli opäť rozdielne hodnoty v porovnaní s predchádzajúcimi meraniami a sú rozvinuté v časti diskusia.
|
|
|
The droplet motion on the inclined plane
Habr, Martin ; Jašíková, Darina (referee) ; Fialová, Simona (advisor)
The thesis deals on the theory of partial wetting of a wall, whereby a relation between the velocity of a droplet moving along an inclined plane and time is derived. There are explained basic definitions coherent to the theory of partial wetting. According to divergence of a normal vector of the droplet surface, there is developed a technique for mathematical evaluation of the component of dynamic adhesive force. Within the scope of diploma paper, there was an experimental measurement performed, whereat a velocities of droplets of various volumes and at different inclination angles on four analyzed surfaces were determined. By using non-linear regression, unknown parameters such as the adhesion coefficient, the component of a dynamic adhesive force, initial and terminal velocity of a droplet were evaluated from the experiment results. Within the thesis there was performed a simulation of droplet motion on an inclined plane in ANSYS Fluent. Conclusion includes an assessment and a comparison of results obtained, and new procedures that may be helpful at further research of descending droplet.
|
|
|
Study of relation between conditions of the test FNCT (Full Notched Creep) and the rate of crack grow SCG (Slow Crack Growth) for evaluating HDPE cut growth resistance
Porubský, Tomáš ; Sadílek, Jiří (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
Theoretical part of this thesis presents summary of material and testing parameters which influence SCG and consequently the duration of the FNCT test. The experimental part focuses on modification of testing conditions of FNCT test in order to minimize the test time. FNCT tests were performed for four types of surfactants: Arkopal N110, Sodium dodecylbenzensulfonate (NaDBS), Disponil LDBS55 and Simulsol SL8. The most pronounced accelerating effect was observed for NaDBS surfactant, which in comparsion with commonly used Arkopal N110 doubled the test speed at the same concentration (11 %) and other test conditions. The accelerating effect of NaDBS was also observed for two different PE grades: Liten VB85 and VL 20N. Under the test conditions 80 °C and 4 MPa, 5% NaDBS water solution caused for VL 20N almost 12,5-fold acceleration compared to conventional 2% Arkopal N110 and almost 8,5-fold acceleration for VB 85. The correlation between wettability of surfactant solution and FNCT time to fracture was found.
|
|
|
Surface modification of biomaterials in the dielectric barrier discharge
Maruniak, Marek ; Přikryl, Radek (referee) ; Mazánková, Věra (advisor)
The work deals with the treatment of surfaces of various polymeric biomaterials using a plasma generated at atmospheric pressure. Plasma is generated between two electrodes among which is inserted dielectric material. By using this type of discharge, the difference of treated material surface quality is being examined, ie. surface energy and contact angle according to the time of processing. Evaluation of the results of surface analysis was performed by the method of measuring the contact angle and surface energy using the apparatus See System. The goal was to compare the surface quality change, before and after processing in the plasma, as also its dependency on the time of aging. The results differs according to the type of material.
|
|
|
Measurement of surface tension for surface characterization of advanced ceramic materials
Mišáková, Liliana ; Kachlík, Martin (referee) ; Salamon, David (advisor)
Povrchy inorganických materiálov, zvlášť kovov alebo kovových oxidov, ktoré sú často charakteristické vysokou povrchovou energiou, sú zvyčajne kontaminované adsorbovanými organickými molekulami. Tieto molekuly majú na povrchy zväčša nepriaznivý vplyv, do značnej miery napríklad ovplyvňujú funkcionalitu a výkonnosť polovodičov a znemožňujú, prípadne sťažujú prevedenie povrchových úprav na povrchoch kovov aj keramík. Taktiež majú nepriaznivý vplyv na priľnavosť. Adsorbované častice spôsobujú znižovanie hydrofilicity povrchu. Hydrofilicita, adhezivita a zmáčavosť povrchu sa veľmi dobre posudzujú prostredníctvom merania kontaktného uhlu. V tejto práci je značná pozornosť venovaná práve meraniu statického kontaktného uhlu. [10] Samotné meranie kontaktného uhlu je možné vykonať rôznymi spôsobmi, v tejto práci bol však použitý najvhodnejší prístup, a to metódou „sessile-drop“, teda pokladanej alebo depozitovanej kvapky na meraný povrch. K meraniu bol využitý klasický „sessile-drop goniometer“, teda aparatúra, ktorá pozostávala z nastaviteľného stojanu na vzorky, nad ktorým bol umiestnený zdroj svetla, a objektívu fotoaparátu, ktorý bol prepojený s kamerou zabudovaného smartfónu. Meranie prebiehalo tak, že kvapka s objemom 3L destilovanej superčistej vody bola depozitovaná na povrch substrátu pomocou mikroinjekčnej striekačky. Cieľom tejto práce bolo nielen stanoviť kontaktné uhly a porovnať ich hodnoty medzi rôznymi typmi materiálov navzájom a po upravách tepelného a/lebo chemického charakteru. Vyhodnotené údaje zachycovali zmeny, ku ktorým došlo na povrchoch daných keramických materiálov pri adsorpcii organických molekúl. Proces tepelnej úpravy (kalcinácia na teplote 800°C, následne pokles na teplotu 600°C, po celkovú dobu 16 hodín) bol aplikovaný na všetkých typoch vzoriek, kde niektoré sa medzi sebou líšili teplotou slinovania. Ihneď po kalcinácii boli vzorky podrobené meraniu kontaktných uhlov, z ktorého jasne vyplynulo, že hydrofilicita a zmáčavosť povrchu sa zvýšila. Tento jav bol pozorovaný na všetkých vzorkách, a na všetkých vzorkách sa hodnoty kontaktného uhlu líšili veľmi významne od hodnoty, ktorá bola získaná v tzv. primárnom meraní. Všetky detailné hodnoty a vyhodnotené výsledky sú posudzované v časti diskusia. Ďalšou úpravou povrchu, ktorá bola vykonaná na vybraných vzorkách, bolo čistenie povrchu etanolom. Proces bol opäť realizovaný na všetkých vzorkách. Potom, ako boli zrealizované všetky merania na kalcinovaných vzorkách, boli všetky tieto vzorky ponorené do etanolu na približne 2 hodiny. Po vybratí vzoriek a ich osušení na vzduchu boli uskutočnené ďalšie merania kontaktných uhlov. Výsledky priniesli opäť rozdielne hodnoty v porovnaní s predchádzajúcimi meraniami a sú rozvinuté v časti diskusia.
|
|
|
Drop coating deposition Raman spectroscopy of biologically important molecules
Kuižová, Alžbeta ; Kočišová, Eva (advisor) ; Holoubek, Aleš (referee)
Drop coating deposition Raman (DCDR) spectroscopy is a special method of Raman spectroscopy, which is based on the evaporation of solvent from a drop of solution or suspension on a hydrophobic surface. This typically leads to the formation of ring-shaped drying pattern, often called as "coffee ring". As a result a preconcentration of a material and higher intensity of Raman signal in comparison with Raman scattering from solution is obtained. In this work several hydrophobic surfaces with different roughness and hydrophobicity were compared: a smooth substrate with polytetrafluorethylen (pPTFE) coating and nanorough substrates where surface hydrophobicity was formed by deposited cupper or argent nanoparticles with different concentration. It was shown that for DPPC liposome suspension stronger preconcentration is obtained by means of a nanorough substrate. When different nanorough substrate compared, no better improvement was acquired. As for the drying of drops at different temperatures (from 15řC to 60řC) deposited on the smooth pPTFE substrate and the substrate with argent nanoparticles, it was observed that Raman spectra did not reveal any spectral changes corresponding to phase transition of lipid. In case of drying at temperatures higher than a temperature of the phase transition, non-homogeneities...
|
|
|
Surface modification of biomaterials in the dielectric barrier discharge
Maruniak, Marek ; Přikryl, Radek (referee) ; Mazánková, Věra (advisor)
The work deals with the treatment of surfaces of various polymeric biomaterials using a plasma generated at atmospheric pressure. Plasma is generated between two electrodes among which is inserted dielectric material. By using this type of discharge, the difference of treated material surface quality is being examined, ie. surface energy and contact angle according to the time of processing. Evaluation of the results of surface analysis was performed by the method of measuring the contact angle and surface energy using the apparatus See System. The goal was to compare the surface quality change, before and after processing in the plasma, as also its dependency on the time of aging. The results differs according to the type of material.
|
|
|
The droplet motion on the inclined plane
Habr, Martin ; Jašíková, Darina (referee) ; Fialová, Simona (advisor)
The thesis deals on the theory of partial wetting of a wall, whereby a relation between the velocity of a droplet moving along an inclined plane and time is derived. There are explained basic definitions coherent to the theory of partial wetting. According to divergence of a normal vector of the droplet surface, there is developed a technique for mathematical evaluation of the component of dynamic adhesive force. Within the scope of diploma paper, there was an experimental measurement performed, whereat a velocities of droplets of various volumes and at different inclination angles on four analyzed surfaces were determined. By using non-linear regression, unknown parameters such as the adhesion coefficient, the component of a dynamic adhesive force, initial and terminal velocity of a droplet were evaluated from the experiment results. Within the thesis there was performed a simulation of droplet motion on an inclined plane in ANSYS Fluent. Conclusion includes an assessment and a comparison of results obtained, and new procedures that may be helpful at further research of descending droplet.
|
|
|
Study of relation between conditions of the test FNCT (Full Notched Creep) and the rate of crack grow SCG (Slow Crack Growth) for evaluating HDPE cut growth resistance
Porubský, Tomáš ; Sadílek, Jiří (referee) ; Petrůj, Jaroslav (advisor)
Theoretical part of this thesis presents summary of material and testing parameters which influence SCG and consequently the duration of the FNCT test. The experimental part focuses on modification of testing conditions of FNCT test in order to minimize the test time. FNCT tests were performed for four types of surfactants: Arkopal N110, Sodium dodecylbenzensulfonate (NaDBS), Disponil LDBS55 and Simulsol SL8. The most pronounced accelerating effect was observed for NaDBS surfactant, which in comparsion with commonly used Arkopal N110 doubled the test speed at the same concentration (11 %) and other test conditions. The accelerating effect of NaDBS was also observed for two different PE grades: Liten VB85 and VL 20N. Under the test conditions 80 °C and 4 MPa, 5% NaDBS water solution caused for VL 20N almost 12,5-fold acceleration compared to conventional 2% Arkopal N110 and almost 8,5-fold acceleration for VB 85. The correlation between wettability of surfactant solution and FNCT time to fracture was found.
|
guest ::
