|
|
Výpočtové modelování nanoindentace
Kovář, Jaroslav ; Čech,, Jaroslav (oponent) ; Dlouhý, Ivo (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá výpočtovým modelováním nanoindentační zkoušky. V úvodu práce je provedena rešerše, která je zaměřena na nanoindentační zkoušku a analytické modely, které byly využity pro odvození vztahů používaných při vyhodnocování naměřených dat. Analytické modely byly odvozeny za několika zjednodušujících předpokladů, jejichž vliv je analyzován ve výpočtové části. Samotná výpočtová část se zabývá výpočtovým modelováním nanoindentační zkoušky pomocí metody konečných prvků, a to zejména nanoindentační zkoušky křemenného skla, oceli a v poslední části také tenkých vrstev nadeponovaných na substrát. Za pomocí těchto modelů byly výpočty zpřesněny o vliv radiálních posunutí pod hrotem indentoru a korekční součinitel zahrnující vliv tvaru hrotu. Dále byl analyzován vliv otupení hrotu a jeho náklonu na tvarovou funkci. Poslední část věnující se tenkým vrstvám byla zaměřena zejména na ověření desetinového pravidla pro určování redukovaného modulu a tvrdosti s využitím otupeného a ostrého Berkovičova indentoru.
|
|
|
Povrchové a mechanické vlastnosti a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev
Plichta, Tomáš ; Shukurov, Andrey (oponent) ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá přípravou a charakterizací tenkých a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev připravených pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Tetravinylsilan (TVS) a jeho směsi s argonem a kyslíkem byly použity pro depozice vrstev jak na planární substráty, tak na svazky vláken. Hlavními charakterizačními technikami byla studována topografie vrstev, a to pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM), jejich mechanické vlastnosti pomocí nanoindentace a míra adheze vrstev k substrátu vrypovou zkouškou. Mezi další analyzované vlastnosti patřilo vnitřní pnutí či frikční koeficient. Zvláštní pozornost byla věnována adhezní práci a jejímu stanovení. Tyto znalosti byly dále aplikovány při přípravě povrchových úprav skleněných vláken a následně polymerních kompozitů. Ty byly testovány pomocí vytlačovacího testu a smykového testu krátkých trámečků. Na základě výsledků byly stanoveny vlivy depozičních podmínek a vztahy mezi studovanými vlastnostmi a veličinami.
|
|
|
APLIKACE NANOMATERIÁLŮ PRO VÝVOJ PÁJEK BEZ OLOVA
Pešina, Zbyněk ; Pinkas, Jiří (oponent) ; Spousta, Jiří (oponent) ; Sopoušek, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce je motivována hledáním alternativy k pájení bez použití olova s pomocí nanočástic kovů a jejich slitin. Tato problematika je aktuálně řešena používáním pájek bez olova, jejichž vlastnosti však nejsou zcela ekvivalentní vlastnostem slitin na bázi olova a cínu. Teoretická část práce nejprve shrnuje poznatky o současném vývoji bezolovnatých slitin aktuálně používaných k pájení v elektrotechnickém průmyslu a srovnává tyto pájky s dříve používanými slitinami na bázi Pb-Sn. Druhý oddíl teoretické části je věnovaný nanotechnologiím, které nabízejí možná řešení problémů, spojených s používáním bezolovnatých pájek. Text obsahuje i popis vlastností nanokrystalických materiálů ve srovnání s vlastnostmi jejich kompaktních slitin stejného chemického složení. Jsou popsány možnosti přípravy nanočástic a nanostruktur a možné problémy spjaté s malými rozměry částic. Úvod experimentální části je zaměřen na přípravu nanočástic čistých kovů a slitin chemickou a fyzikální cestou a také na přístrojovou techniku pro jejich pozorování a analýzu. Pozornost je soustředěna zejména na stříbro v nanočásticové formě, které vykazuje nízkoteplotní sintrační efekt, který je tepelně aktivován rozkladem oxidické obálky pokrývající Ag nanočástice. Tento faktor je rozhodující pro nízkoteplotní sintraci a tím i možné budoucí aplikace. Tepelné efekty při sintrovacím procesu byly studovány metodami termické analýzy. Tvorba spojů Cu/Ag-nano/Cu byla realizována jak in-situ tak za působení atmosférického kyslíku. Obojí při různých režimech tepelného zpracování. Metalografické příčné řezy připravených spojů byly následně použity pro analýzu lokálních mechanických vlastností vzniklé stříbrné vrstvy, pro chemickou analýzu složení vzniklých vrstev spoje a pro studium mikrostruktury. Pevnostní charakteristiky jsou reprezentovány testováním smykové pevnosti jednotlivých spojů.
|
|
|
Surface analysis of xGnP/PEI nanocomposite
Červenka, Jiří ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
This Diploma thesis deals with surface analysis of nanocomposite foil – polyetherimide matrix (PEI) reinforced by exfoliated graphite nanoplatelets (xGnP). The PEI foil without reinforcement and separate xGnP particles were also analysed. Samples of the nanocomposite and the PEI foil were etched for various times by argon plasma. Scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize xGnP agglomerates dispersed over silicon wafer and pristine/etched samples of PEI foil and nanocomposite xGnP/PEI foil. Graphite nanoplatelets were identified at surface of etched nanocomposite foil. Atomic force microscopy (AFM) was used for surface topography imaging of separate nanoplatelets and those uncovered at the surface of etched nanocomposite. Surface roughness (root mean square, peak to peak) of etched nanocomposite increased with prolonged etching time. Atomic force acoustic microscopy (AFAM) was used to characterize elastic anisotropy of etched nanocomposite. Nanoindentation measurements were employed to characterize the local mechanical properties of PEI and nanocomposite foils.
|
|
|
Charakterizace nanostruktur deponovaných PVD a CVD technologiemi
Fořt, Tomáš ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; RNDr.Vilma Buršíková, Ph.D. (oponent) ; Sobota, Jaroslav (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá mechanickými vlastnostmi tenkých otěru odolných tvrdých vrstev. Představuje metodu dynamického testování tenkých tvrdých vrstev na nově zkonstruovaném prototypu dynamického měřiče otěru. Přináší srovnání se standardními metodami zkoušení vrstev a doplňuje je o nové experimentální výsledky dynamických testů vrstev. V neposlední řadě se zabývá preparačními technikami vrstvových systémů nanesených na různé podložky a jejich charakterizace pomocí optické a elektronové mikroskopie.
|
|
|
Analýza vlivu stavby dřeva na mikroskopické úrovni na pevnostní parametry
Martinek, Radomír ; Kuklík,, Pavel (oponent) ; Vaněrek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na bližší zkoumání mikrostruktury dřeva a vztahu mezi mikroskopickými a mechanickými vlastnostmi dřeva. Hlavním bodem praktické části je měření úhlu mikrofibril (MFA) v S2 vrstvě buněčné stěny. Tato vrstva zaujímá více než 80 % celkové tloušťky buněčné stěny, a tak má největší vliv na mechanické vlastnosti dřevní buňky. Hodnoty MFA stejně jako hodnoty objemové hmotnosti vykazují silnou závislost na modulu pružnosti v podélném směru, stejně tak na hodnotách sesychání. Teoretická část zahrnuje metody měření MFA, variace MFA, vlastnosti dřeva odvíjející se od MFA a také stanovení mechanických vlastností buněčné stěny dřeva pomocí nanoindentace.
|
|
|
Porušování vybraných stavebních kompozitů v blízkosti rozhraní plniva a matrice
Vyhlídal, Michal ; Malíková, Lucie (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Rozhraní mezi zrnem kameniva a matricí představuje v cementových kompozitech nejslabší článek. Aktuálnost tématu je o to větší zejména u vysokohodnotných a vysokopevnostních betonů, kde je potřeba eliminace, příp. redukce, těchto slabých článků. Cílem této práce je stanovit vliv tohoto rozhraní na lomové chování cementových kompozitů. Za tímto účelem byly navrženy a provedeny lomové experimenty, které byly doplněny o výsledky nanoindentačních zkoušek a snímky mikrostruktury rozhraní pořízené pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Na základě těchto dat byl následně vytvořen numerický model v SW ANSYS, umožňující na základě poznatků zobecněné lomové mechaniky stanovit hodnoty lomové houževnatosti rozhraní. Závěrem práce je dokázáno, že vlastnosti rozhraní mají nezanedbatelný vliv na lomové chování cementových kompozitů a právem mu přísluší označení „nejslabší článek“.
|
|
|
Vývoj metodiky nanoobrábění při studiu mechanických vlastností tenkých vrstev pomocí fokusovaných iontových svazků
Kuběna, Ivo ; Švejcar, Jiří (oponent) ; Kruml, Tomáš (vedoucí práce)
Hlavním obsahem této diplomové práce je vytvoření metodiky přípravy mikrokompresních vzorků z tenké kovové vrstvy připravené metodou PVD. Testovaný materiál byl připraven firmou ON Semiconductor Rožnov pod Radhoštěm. Studovaná vrstva měla složení Al-1,5 hm% Cu a je používaná pro vodivé spoje na integrovaných obvodech. Na křemíkový substrát je nejprve napařena mezivrstva se složením W-10 hm% Ti pro lepší adhezi testované vrstvy. Geometrie vzorku by se měla co nejvíce blížit rotačnímu válci, jehož výška je dána tloušťkou vrstvy a jehož průměr je přibližně 1 m. Pro přípravu takového mikrokompresního vzorku bylo použito přístroje Quanta 3D FEG Dual BeamTM využívajícího technologii fokusovaného iontového svazku. Experimenty na tomto přístroji byly prováděny na půdě společnosti FEI Company v Brně. Bylo připraveno 39 mikrokompresních vzorků za různých podmínek iontového odprašování. Optimalizací parametrů procesu přípravy bylo dosaženo požadované geometrie, zlepšení rovnoběžnosti stěn a rovnoměrnosti dna v blízkém okolí vzorku a jeho plynulý přechod do základního substrátu. Připravené vzorky jsou vhodné pro mikrokompresní testy, které již byly úspěšně provedeny ve spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR v Praze.
|
|
|
Povrchová topografie a mechanické vlastnosti tenkých vrstev na bázi tetravinylsilanu
Plichta, Tomáš ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci tenkých vrstev plazmových polymerů na bázi monomeru tetravinylsilanu (TVS). Vzorky byly připraveny v pulzním i kontinuálním režimu plazmového výboje za použití metody plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Plazmové polymery byly deponovány na plošné křemíkové substráty z čistého prekurzoru TVS a jeho směsí s argonem nebo kyslíkem. Charakterizace vzorků byla zaměřena především na topografii povrchu a drsnost zkoumanou metodou mikroskopie atomárních sil (AFM), mechanické vlastnosti, konkrétně modul pružnosti a tvrdost, studované cyklickou nanoindentací a posouzení míry adheze vrstvy k substrátu vrypovou zkouškou. Zvláštní pozornost byla věnována charakterizaci vrstev s modulem pružnosti pod 10 GPa. Při určování míry adheze tenké vrstvy k substrátu byl navíc studován i vliv použité geometrie hrotu indentoru. Na základě výsledků byl stanoven vliv depozičních podmínek na mechanické vlastnosti, adhezi a topografii povrchu.
|
|
|
Pokročilé postupy nanoindentačních zkoušek
Břečka, Jan ; Tkachenko, Serhii (oponent) ; Čížek, Jan (vedoucí práce)
Cílem této práce je stanovení vhodnosti užití pokročilých metod nanoindentace pro od- lišné materiály. Tyto pokročilé metody měření jsou detailně popsány a následně porov- návány z hlediska časové náročnosti a přesnosti měření elastického modulu a tvrdosti. Testovacími materiály byly měď a oxid křemičitý. Srovnání metod je uskutečněno z hle- diska různých pohledů a udává obecný přehled výhod těchto metod.
|
host ::
RSS.